wersja mobilna | kontakt z nami

LoRa w praktyce (2)

Numer: Listopad/2017

W drugiej części artykułu przedstawiamy wyniki pomiaru zasięgu modemów LoRa pracujących w różnych konfiguracjach, w różnych warunkach terenowych. Praktyka pokazała, że przekroczenie odległości 8 km jest realne w paśmie ISM.

Pobierz PDF

rysunkiNajważniejszą cechą modemów LoRa jest z pewnością zasięg, dlatego w tym rozdziale zostaną przedstawione wyniki testów przeprowadzonych na dwóch zestawach B-072Z-LRWAN1. Wyniki należy traktować poglądowo, z uwagi na to, że zasięg jest uzależniony od wielu czynników zewnętrznych, z których najważniejszymi są: konfiguracja modemu, wysokość zamocowania anten, typ anten, rodzaj i ukształtowanie terenu, warunki atmosferyczne.

Testy zostały przeprowadzone dla dwóch konfiguracji przedstawionych w tabeli 2. Pierwsza z nich zapewnia największy zasięg kosztem przepustowości łącza. W drugim przypadku jest odwrotnie – większa przepustowość kosztem zmniejszonego zasięgu. Komentarza wymaga ustawienie zmiany częstotliwości modulującej na 125 kHz. Mimo że dokumentacja modemu wskazuje na najmniejszą możliwą wartość 7,8 kHz, to dostarczona przez ST biblioteka nie pozwala na ustawienie wartości mniejszej niż 125 kHz.

Jako miejsce do przeprowadzenia testów wybrane zostały następujące obszary różniące się gęstością zabudowy: warszawska Białołęka, Zalew Zegrzyński, Stare Miasto w Warszawie. We wszystkich wypadkach moduły znajdowały się ok. 1 m nad ziemią. Wyniki pomiarów zebrano w tabeli 3, natomiast na rysunkach 8, 9 i 10 pokazano mapy z zaznaczonymi odległościami i punktami, w których znajdowały się moduły. Na ich podstawie można ocenić, jakie przeszkody znajdowały się na drodze sygnału radiowego.

Zgodnie z oczekiwaniami, największy zasięg można otrzymać na otwartym terenie z niewielką liczbą przeszkód stojących na drodze sygnału i jest on tym mniejszy, im więcej przeszkód znajduje się pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem. Wyniki można poprawić, umieszczając wyżej anteny lub zmniejszając pasmo modulacji (konieczne jest użycie innej biblioteki do obsługi modemu SX1276 lub napisanie własnego sterownika).

Drugim istotnym czynnikiem wpływającym na możliwość użycia modemów LoRa w sieciach czujników jest z pewnością pobór prądu, który bezpośrednio wpływa na czas życia na baterii. Zależy on od konfiguracji modemu i jest różny dla stanów uśpienia, odbioru i transmisji danych. Wartości podane w specyfikacji modemu SX1276 zostały przedstawione w tabeli 4.

Dla konfiguracji użytych w teście wartości zmierzone dla odbioru i transmisji wynoszą odpowiednio ok. 11 mA i 32 mA. Należy pamiętać, że jest to wyłącznie prąd pobierany przez sam modem LoRa. Aby oszacować czas życia na baterii, należy doliczyć jeszcze prąd pobierany przez mikrokontroler STM32L072CZ i inne elementy znajdujące się na płytce.

Podsumowanie

Modemy LoRa są dostępne na rynku od niedawna, jednak dzięki możliwości uzyskania dużego zasięgu podczas transmisji danych przy stosunkowo niewielkim poborze prądu zyskują coraz więcej zwolenników. Są one dobrym rozwiązaniem dla rozległych sieci czujników, w których węzły powinny działać nieprzerwanie przez wiele dni, dostarczając danych pomiarowych. Przy ich planowaniu należy jednak pamiętać o czynnikach mogących ograniczyć zasięg, dobierając odpowiednią konfigurację modemów, która będzie miała wpływ na przepustowość sieci.

Krzysztof Chojnowski

 

tab2

tab3

tab4

Pozostałe artykuły

STM32 - interfejs QuadSPI

Numer: Marzec/2018

Niemal wszystkie nowe modele mikrokontrolerów serii STM32L4 i STM32F4 są wyposażone w interfejs QSPI, przeznaczony do współpracy z szybkimi pamięciami z interfejsem szeregowym. Interfejs QSPI (QuadSPI) stanowi rozwinięcie znanego interfejsu SPI. Główną różnicą pomiędzy SPI i QSPI jest zwiększona liczba i zmodyfikowana funkcjonalność linii danych.

SDC_One - komputer zdefiniowany programowo z klasycznym mikroprocesorem (3). Komputer docelowy

Numer: Marzec/2018

W pierwszym dwóch artykułach serii przedstawiliśmy ogólną koncepcję komputera zdefiniowanego programowo oraz szczegóły implementacji przez mikrokontroler STM32 krytycznych czasowo operacji związanych z realizacją protokołu szyny mikroprocesora. W trzeciej części cyklu, przedstawimy zasoby dostępne dla komputera docelowego - pamięć i wejście-wyjście, zrealizowane przez sprzęt i oprogramowanie mikrokontrolera.

NIOS II na maXimatorze, czyli mikroprocesor w układzie FPGA (4). Nowości i powrót do świata timerów i przerwań

Numer: Marzec/2018

Docierają do nas kolejne nowinki od Intel FPGA - została wydana aktualizacja środowiska Quartus do wersji 17.1, w której będą prowadzone kolejne części niniejszego kursu. Ponadto kontynuować będziemy zgłębianie w praktyczny sposób tematyki timerów oraz innych przerwań w naszym systemie.

NIOS II na maXimatorze, czyli mikroprocesor w układzie FPGA (3). Przerwania, timery i obsługa wyświetlaczy

Numer: Luty/2018

Do tej pory wspólnymi siłami udało nam się wbudować w pełni funkcjonalny system mikroprocesorowy, który odbierał i generował cyfrowe sygnały (powiedzmy dumnie, że przetwarzał sygnały cyfrowe!). Kilkakrotnie wspominałem przy tej okazji, że stosowanie opóźnień jest rozwiązaniem nagannym, jednak dotychczas nie mieliśmy alternatywy - czas ją poznać i wzbogacić system oraz swoją wiedzę o timery i system przerwań.

Systemy dla Internetu Rzeczy (14). Podglądanie ruchu w sieci radiowej z protokołem IEEE 802.15.4

Numer: Luty/2018

Największym problemem podczas pracy z układami komunikacji radiowej jest brak pewności czy nadajnik wysłał to co trzeba i czy odbiornik odbiera poprawnie. Jedynym sposobem pokonania tych kłopotów jest ?podsłuchiwanie? transmisji radiowej. Stosowane są do tego sniffery, zwane też analizatorami sieciowymi lub analizatorami pakietów. Pozwalają śledzić (?wąchać?, ang. sniffing) pakiety przesyłane przez wybrany interfejs sieciowy. Jednym ...

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Kwiecień 2019

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym