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

Android Things oraz Raspberry Pi 3 (1). Wprowadzenie do systemu i pierwszy projekt

Numer: Listopad/2017

Artykuł ten jest pierwszym odcinkiem serii poświęconej systemowi Android Things i płytce Raspberry Pi. Pierwsza część cyklu przybliża Czytelnikowi krótką historię systemu a także zawiera opis przygotowania środowiska i pierwszej prostej aplikacji. W kolejnych częściach przedstawiony zostanie opis sterowania pracą interfejsu I2C, obsługi wyświetlacza OLED SSD1306 z wykorzystaniem gotowych sterowników sprzętu oraz projekt z zastosowaniem ...

Jak używać układów SoC Xilinx Zynq-7000 z Linuksem ? proste przykłady (3)

Numer: Listopad/2017

W poprzednim artykule opisałem różne sposoby uruchomienia Linuksa na płytce zestawu Zedboard. Po udanym uruchomieniu systemu czas na pierwsze programy. Będzie to swoisty ?Hello World? zintegrowany z obsługą przycisków oraz przykład obsługi wyświetlacza OLED z interfejsem SPI.

Systemy dla Internetu Rzeczy (11). Bezprzewodowa sieć czujników z transmisją dwupasmową

Numer: Listopad/2017

Zestawy CC1350 Launch Pad oraz CC1350 SensorTag są dostarczane z wpisanym do pamięci Flash procesora programem, który umożliwia transmisję z zastosowaniem protokołu BLE 4.2. W pakiecie programowym SimpleLink CC13x0 SDK 1.50 [12] jest dostarczany komplet warsztatów o nazwie SimpleLink Academy for SimpleLink CC13x0 SDK [13]. Do pierwszych prób z transmisją dwupasmową najbardziej przydatny jest warsztat Creating a CC13xx based ultra low power ...

Systemy dla Internetu Rzeczy (10). Zestaw CC1350 SensorTag

Numer: Październik/2017

Zestaw CC1350 SensorTag to godny następca bestselerowego zestawu CC2650 SensorTag. Oprócz dotychczasowej obsługi dziesięciu sygnałów z czujników oraz komunikacji radiowej w standardzie Bluetooth Low Energy 4.2 umożliwia on dodatkowo komunikację w paśmie ISM 868/915 MHz. Oznacza to znacznie większy zasięg do 2 km. A wszystko przy takim samym zasilaniu z pojedynczej baterii CR2032 i czasie ciągłej pracy do 1 roku.

Renesas Synergy - interfejsy szeregowe (3)

Numer: Październik/2017

Interfejsy szeregowe są bardzo ważnym elementem budowania systemów mikroprocesorowych. Wiele elementów zewnętrznych takich jak: wyświetlacze, czujniki, moduły komunikacyjne i inne mają wbudowane szeregowe interfejsy komunikacyjne z jednej strony, a mikrokontrolery układy peryferyjne obsługujące transmisję szeregową z drugiej strony. Moduły komunikacyjne mikrokontrolerów są często bardzo rozbudowane. Przychodzące i wysyłane dane ...

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Listopad 2018

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym