树莓派LoRa扩展板 SX1262 资料

产品参数

功耗发射电流133mA(瞬时功耗)
接收电流11mA
休眠电流2uA(LoRa模组深度休眠)
最大发射功率22.0dBm(10、13、17、22dBm软件选择)
发射长度240Byte(32、64、128、240Byte软件选择)
缓存容量1000Byte
工作频段850.125~930.125MHz
接收灵敏度-147dBm@0.3Kbps空中速率
空中速率0.3K~62.5Kbps(可软件选择)
通信接口UART
参考距离5KM(晴朗空旷,天线增益5dBi,天线高度2.5米,空中速率2.4kbps)
供电电压5V
逻辑电平3.3V
工作温度-40~85℃

硬件介绍



序号描述
1SX1262模组
274HC125V电平转换芯片
3CP2102 USB转UART芯片
4RPi接口
5USB TO UART接口
6UART接口方便外接其它MCU
7SMA天线接口
8IPEX天线接口
9指示灯RXD/TXD:串口指示灯
AUX:辅助指示灯
PWR:电源指示灯
10UART选择跳帽A:USB转串口控制LoRa
B:树莓派控制LoRa
C:USB转串口访问树莓派
11LoRa模式选择跳线模式0: M0短接,M1短接:传输模式
模式1:M0不接,M1短接:WOR模式
模式2:M0短接,M1不接:配置模式
模式3:M0不接,M1不接:深度休眠模式

1、将M1、M0进行高低电平组合,确定工作模式,其中M1、M0不接跳帽时为高电平,切换工作模式后,若模块空闲,则进入新的工作模式,否则将处理完当前发射接收后再进入新工作模式 
2、模式0,用户串口输入数据后,模块启动无线发射,空闲时,无线接收功能打开,接收到数据串口TXD输出 
3、模式1,当定义为发射时,发射前自动增加一定时间唤醒码,接收等同于模式0 
4、模式2,无线收发功能关闭,用户可以参造寄存器配置设置寄存器 
5、模式3,无线收发关闭,进入深度休眠模式,当进入其他工作模式,模块重新配置参数

寄存器配置

配置模式(模式2:M0短接,M1不接)下,支持的指令列表如下(设置时,只支持9600,8N1格式),以下数值为16进制

指令功能详细说明
设置寄存器
指令格式:C0+起始地址+长度+参数
响应格式:C1+起始地址+长度+参数
例1:配置信道为0x11
指令头起始地址长度参数
发送:C0050111
返回:C1050111
例2:同时配置模块地址(0x1234)、网络地址(0x00)、串口(9600 8N1)、空速(1.2K)
指令头起始地址长度参数
发送:C0000412 34 00 61
返回:C1000412 34 00 61
读取寄存器
指令格式:C1+起始地址+长度
响应格式:C1+起始地址+长度+参数
例1:读取信道
指令头起始地址长度参数
发送:C10501
返回:C1050111
例2:同时读取模块地址、网络地址、串口、空速
指令头起始地址长度参数
发送:C00004
返回:C1000412 34 00 61
设置临时寄存器指令格式:C2+起始地址+长度+参数
响应格式:C1+起始地址+长度+参数
例1:配置信道为0x11
指令头起始地址长度参数
发送:C2050111
返回:C1050111
例2:同时配置模块地址(0x1234)、网络地址(0x00)、串口(9600 8N1)、空速(1.2K)
指令头起始地址长度参数
发送:C2000412 34 00 61
返回:C1000412 34 00 61
无线配置
指令格式:CF+CF+C0+起始地址+长度+参数
响应格式:CF+CF+C1+起始地址+长度+参数
例1:配置信道为0x11
无线指令头指令头起始地址长度参数
发送:CF CFC0050111
返回:CF CFC1050111
例2:同时配置模块地址(0x1234)、网络地址(0x00)、串口(9600 8N1)、空速(1.2K)
无线指令头指令头起始地址长度参数
发送:CF CFC0000412 34 00 61
返回:CF CFC1000412 34 00 61
格式错误格式错误响应
FF FF FF

注意:

  1. 使用无线配置时,应先配置两个模块地址、NETID、空速和密钥,使之参数相同,再使用CFCF指令格式进行无线配置。例如:模块A地址、NETID、空速和密钥为1、1、2.4Kbps和1,模块B地址、空速和密钥为2、2、62.5kbps和2,若模块A要无线配置模块B,须先将模块A的地址、NETID、空速和密钥设置为模块B的参数,然后再使用CF CF指令无线配置模块B。
  2. 设置临时寄存器后,LoRa模组将使用临时寄存器的值工作,掉电重启后,临时寄存器的值丢失, LoRa模块会重新设置寄存器。设置值为上次使用C1指令格式配置的值

寄存器描述

寄存器地址读写名称描述备注
00H读/写ADDHADDH(默认0)模块地址高字节和低字节,
注意:当模块地址等于FFFF时,可作为广播和监听地址,此时模块将不再进行地址过滤
01H读/写ADDLADDL(默认0)
02H读/写NETIDNETID(默认0)网络地址,用于区分网络,相互通信时,应设置为相同
03H读/写REG0765UART串口速率(bps)相互通信的两个模块,串口波特率可以不同,校验方式也可以不同;
当连续发射较大数据包时,用户需要考虑波特率相同带来的数据阻塞,甚至可能丢失;一般建议通信双方波特率相同
000串口波特率为1200
001串口波特率为2400
010串口波特率为4800
011串波特率为9600(默认)
100串口波特率为19200
101串口波特率为38400
110串口波特率为57600
111串口波特率为115200
43串口校验位通信双方串口模式可以不同
008N1(默认)
018O1
108E1
018N1等于00
210无线空中速率(bps)通信双方空中速率必须相同;
空中速率越高,延迟越小,传输距离越短。
000空中速率0.3
001空中速率1.2
010空中速率2.4(默认)
011空中速率4.8K
100空中速率9.6K
101空中速率19.2K
110空中速率38.4K
111空中速率62.5K
04H读/写REG076分包设定用户发送数据小于分包长度,接收端串口输出呈现为不间断连续输出;
用户发送数据大于分包长度,接收端串口会分包输出。
00240字节(默认)
01128字节
1064字节
1132字节
5环境噪音使能启用后,可在传输模式或 WOR 发送模式发送指令 C0 C1 C2 C3读取寄存器;
寄存器 0x00 :当前环境噪声 RSSI;
寄存器 0X01 :上一次接收数据时的 RSSI (当前信道噪声为:dBm =-RSSI/2);
指令格式:C0 C1 C2 C3+起始地址+读取长度; 
返回格式:C1 + 地址+读取长度+读取有效值;如: 发送 C0 C1 C2 C3 00 01 返回 C1 00 01 RSSI(地址只能从 00 开始)
0禁用(默认)
1启用
432保留
10发射功率功率和电流是非线性关系,最大功率时,电源效率最高; 电流不会随功率降低而同比例降低
0022dBm(默认)
0117dBm
1013dBm
1110dBm
05H读/写REG2信道控制(CH)0-83分别代表总共84个信道实际频率= 850.125 + CH *1MHz,默认868.125MHz
06H读/写REG37启用RSSI字节启用后,模块收到无线数据,通过串口 TXD 输 出后,将跟随一个 RSSI 强度字节。
0禁用(默认)
1启用
6传输方式定点传输时,模块会将串口数据的前三个字节 识别为:地址高+地址低+信道,并将其作为无线发射目标。
0透明传输(默认)
1定点传输
5中继功能中继功能启用后,如果目标地址不是模块自身,模块将启动一次转发; 为了防止数据回传,建议和定点模式配合使 用;即:目标地址和源地址不同
0禁用中继功能(默认)
1启用中继功能
4LBT使能启用后,无线数据发射前会进行监听,可以在 一定程度上避开干扰,但可能带来数据延迟; LBT 最大停留时间 2 秒,达到两秒会强制发出
0禁用(默认)
1启用
3WOR模式收发控制仅针对模式 1 有效; WOR 接收方收到无线数据并通过串口输出后, 会等待 1000ms 后才再次进入 WOR,用户可以在 此期间输入串口数据并通过无线返回; 每个串口字节都会刷新 1000ms 时间; 用户必须在 1000ms 内发起第一个字节。
0WOR发射(默认)模块收发打开,且在发射数据时,加入一定时间的唤醒码
1WOR接收方。模块无法发射数据,工作再WOR监听模式,可以节省大量功耗
210WOR周期仅针对模式 1 有效; 周期 T= (1+WOR)*500ms,最大 4000ms,最 小为 500ms; WOR 监听间隔周期时间越长,平均功耗越低, 但数据延迟越大;收发双方必须一致(非常重要)
000500ms
0011000ms
0101500ms
0112000ms
1002500ms
1013000ms
1103500ms
1114000ms
07HCRYPT_H密钥高字节(默认0)只写,读取返回 0; 用于加密,避免被同类模块截获空中无线数据; 模块内部将使用这两个字节作为计算因子对空 中无线信号进行变换加密处理
08HCRYPT_L密钥低字节(默认0)
80H~86HPID产品信息7字节产品信息7个字节

串口调试

  1. 准备两个SX1268 LoRa HAT 模块(以下统称Lora模块),两根Micro USB线,装配SMA天线,跳帽置于A上,M0和M1连接GND
  2. WINDOWS PC上安装CP2102驱动,两个Lora模块使用Micro USB连接至PC
  3. 打开PC设备管理器,查找CP2102对应的两个COM口,使用SSCOM串口软件分别连接两个Lora模块,波特率都设置为9600
  4. 其中一个SSCOM串口软件的输入栏输入数据,点击发送按钮,在另一个SSCOM串口软件显示栏可以看到LoRa模块收到的数据。



接入树莓派使用

下载示例程序


  1. 使用putty等软件登录RaspberryPi 3B+或Zero W,不熟悉SSH或Serial登录用户可点击我参考
  2. 在RaspberryPi 3B+控制台界面下载示例程序,输入下面命令:
  1. mkdir -p ~/RaspberryPi
  2. wget -P ~/RaspberryPi/ http://www.waveshare.net/w/upload/1/16/SX1262_LoRa_HAT_Code.7z
  3. sudo apt-get install p7zip
  4. cd ~/RaspberryPi/
  5. p7zip --uncompress SX1268_LoRa_HAT_Code.7z

安装函数库,打开树莓派SERIAL串口

需要安装必要的函数库(python库),否则以下的示例程序可能无法正常工作。(如果是新系统请按照如下进行操作,若已经安装好以下的库可跳过) 
安装python库:

  1. sudo apt-get install python-pip
  2. sudo pip install RPi.GPIO
  3. sudo apt-get install python-smbus
  4. sudo apt-get install python-serial

打开树莓派SERIAL串口 
若用户使用SSH登录树莓派终端,请点击我参阅使能树莓派SERIAL串口

透传通信


  • 准备RaspberryPi 3B+,LoRa模块直接接入Pi 3B+的40Pin口,跳帽置于B,M0和M1由Pi 3B+的IO控制,不再使用跳帽
  • 另一个LoRa模块通过Micro USB连接至PC,跳帽置于A,M1和M0连接GND,打开SSCOM串口软件连接LoRa模块

  • 进入RaspberryPi/transparent目录,输入下面命令,连接Pi 3B+的LoRa模块约两秒广播一次数据,连接PC的LoRa模块收到并打印数据。同时,用户也可以在SSCOM串口软件输入并发送数据,Pi 3B+收到后打印数据
  1. cd ~/RaspberryPi/RaspberryPi/transparent
  2. sudo python transparent.py BROADCAST_AND_MONITOR

  • 用户可以输入sudo python3 transplant.py P2P进行点对点的通信
  1. sudo python transparent.py P2P

中继通信

中继通信是为实现超远距离通信一种方法,将LoRa模块设置成中继模式,中继模式的LoRa模块地址寄存器只作为NETID转发配对,不再有主动收发功能,也无法低功耗操作 
注意:实现中继功能至少需要三个LoRa模块


  • 将当前三个LoRa模块假设为LoRa模块A,LoRa模块B,LoRa模块C。
  • 使用SSCOM串口软件(9600 8N1)设置LoRa模块B为中继模式,ADDH寄存器设置为0x01,ADDL寄存器设置为0x02,REG3寄存器设置为0x23,其它寄存器参数不变,则设置指令为C1 00 09 01 02 00 62 00 12 23 00 00,设置时将M1跳帽去掉,M0跳帽连接GND。设置完成后,将M1、M0连接GND。
  • 使用SSCOM串口软件(9600 8N1)设置LoRa模块C为收发节点,ADDH寄存器设置为0x03,ADDL寄存器为0x04,NETID寄存器设置为0x02,其它寄存器参数不变,则设置指令为C1 00 09 00 00 02 62 00 12 03 00 00设置时将M1跳帽去掉,M0跳帽连接GND。设置完成后,将M1、M0连接GND,打开串口软件。


  • LoRa模块A接入Pi 3B+,拔掉M0、M1跳帽,进入/RaspberryPi/relay目录,执行下面命令,LoRa模块A约2秒会重复自动发送数据,LoRa模块C收到数据会从串口打印数据,而中继LoRa模块B不会从串口打印任何数据,输入下面命令:
  1. cd ~/RaspberryPi/RaspberryPi/relay
  2. sudo python relay.py

唤醒通信

唤醒通信是一种低功耗操作的通信方式,数据接收会延迟,但模块的功耗小,可用于电池供电的应用

  • 使用串口软件SSCOM设置LoRa模块为WOR接收模式,设置时将M1跳帽去掉,M0跳帽连接GND。设置完成后M1接GND,M0不接


  • LoRa模块B接入Pi 3B+,进入目录/RaspberryPi/wor,输入下面命令:
  1. cd ~/RaspberryPi/RaspberryPi/wor
  2. sudo python wor.py
  • Xshell上显示已经发送消息时,SSCOM软件会延迟一段时间才能接收到

接入STM32使用

本例程使用的开发板 Open103C,芯片为STM32F103CBT6,程序是基于HAL库

硬件连接

跳帽连接B,M0、M1跳帽移除改用STM32F103C的GPIO使用,如下图所示



图中GPIO连接接线图为

SX1268 LoRa HATSTM32F103C
5V5V
GNDGND
RXDPA10
TXDPA9
M1PB15
M0PB14

例程演示

  • 连接电脑USB的LoRa模块的设置同以上三个例程相同。
  • 打开Keil工程文档,在main.c文件第75行到77行使用不同的定义使用不同的通信方式
  1. #define TRASNSPARENT
  2. //#define RELAY
  3. //#define WOR
  • 选择好上面的通讯方式按F7编译,按F8下载到STM32。

透传通信


中继通讯


唤醒通信(WOR模式)

图中Open103C发送数据时LED1同发送模块的LoRa的LED亮起,但PC端上接收延迟约2S左右才收到数据。


价格: ¥135
型号: SX1262 868M LoRa HAT
制造商: 斑梨电子
SKU: 0102012