基于Arduino IDE的ESP32 LoRa通信

時(shí)間：2024-11-18 19:57:16

關(guān)鍵字： Arduino IDE ESP32 LoRa 智能家居

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[導(dǎo)讀]物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)引入了許多技術(shù)，但它們都不適合物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，因?yàn)樗鼈冃枰诓皇褂锰喙β实那闆r下遠(yuǎn)距離傳輸信息，直到引入LoRa技術(shù)。LoRa技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)超低功耗的超遠(yuǎn)距離傳輸。根據(jù)行業(yè)分析公司IHS Market的數(shù)據(jù)，到2023年，43%的LPWAN連接將基于LoRa。LoRa技術(shù)在智能城市、智能家居、智能農(nóng)業(yè)、智能計(jì)量、智能供應(yīng)鏈和物流應(yīng)用方面具有靈活性。

物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)引入了許多技術(shù)，但它們都不適合物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，因?yàn)樗鼈冃枰诓皇褂锰喙β实那闆r下遠(yuǎn)距離傳輸信息，直到引入LoRa技術(shù)。LoRa技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)超低功耗的超遠(yuǎn)距離傳輸。根據(jù)行業(yè)分析公司IHS Market的數(shù)據(jù)，到2023年，43%的LPWAN連接將基于LoRa。LoRa技術(shù)在智能城市、智能家居、智能農(nóng)業(yè)、智能計(jì)量、智能供應(yīng)鏈和物流應(yīng)用方面具有靈活性。

之前我們了解了LoRa技術(shù)以及SX1278 LoRa模塊與Arduino的接口?，F(xiàn)在我們將替換Arduino，并使用ESP32與SX1278 LoRa模塊。在這里，兩個(gè)LoRa模塊將與兩個(gè)ESP32板接口，以發(fā)送和接收從一個(gè)板到另一個(gè)板的數(shù)據(jù)包。ESP32是一種非常流行的Wi-Fi收發(fā)器和微控制器，通過(guò)構(gòu)建在其上的各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序了解更多關(guān)于ESP32及其工作的信息。

組件的要求

?ESP32 (2)

?LoRa -02 SX1278模塊(2)

?16*2液晶顯示模塊(2個(gè))

線路圖

下面給出了基于LoRa ESP32的發(fā)射器和接收器的電路圖。在這個(gè)項(xiàng)目中，我們將使用LoRa SX1278模塊在兩個(gè)ESP32模塊之間交換數(shù)據(jù)。發(fā)送端LoRa模塊將發(fā)送一個(gè)帶有計(jì)數(shù)器的“Hello”給接收端LoRa。該信息可以很容易地替換為任何傳感器數(shù)據(jù)。

接口LoRa與ESP32-發(fā)射端

在發(fā)射端，ESP32連接LoRa模塊和16*2 LCD Display。這里使用I2C模塊將LCD與ESP32連接起來(lái)。ESP32與LoRa和16x2 LCD模塊的接口如下圖所示。一個(gè)按鈕也與ESP32接口，開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)到接收器。

下表給出了完整的連接。

LoRa SX1278與ESP32接收端接口

對(duì)于接收端，我們使用帶有LoRa收發(fā)模塊和16×2 LCD模塊的ESP32。這里的LCD連接ESP32，沒(méi)有I2C。ESP32與LoRa和LCD模塊的接口如下圖所示

除了LCD模塊不使用I2C模塊連接ESP32外，其他連接方式相同。下表給出了完整的連接。

ESP32 LoRa發(fā)送器代碼

在文檔的末尾給出了LoRa發(fā)送端和接收端的完整代碼。這里我們將解釋一些重要的代碼片段。

有許多用于LoRa通信的庫(kù)。在這個(gè)項(xiàng)目中，我們使用的是Sandeep Mistry的LoRa庫(kù)。

首先，包括所有必需的庫(kù)。SPI.h用于ESP32和LoRa之間的SPI通信，LiquidCrystal_I2C.h用于ESP32和LCD I2C模塊之間的I2C通信。Wire.h庫(kù)允許I2C設(shè)備之間的通信。

之后，定義連接LoRa模塊的引腳。

然后，定義按鈕的引腳。

現(xiàn)在初始化一個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)計(jì)算發(fā)送的包;

更改LoRa.begin()函數(shù)的頻率。根據(jù)你的型號(hào)改變頻率。

我的LoRa模塊工作在433MHz頻率上。

現(xiàn)在設(shè)置同步字。接收方和發(fā)送方都應(yīng)該使用相同的同步詞。

現(xiàn)在在void loop()中，讀取按鈕狀態(tài)，如果按鈕狀態(tài)為高，則調(diào)用sendpacket()函數(shù)。

在sendpacket循環(huán)中，使用beginPacket()方法初始化一個(gè)數(shù)據(jù)包。羅拉。打印功能用于將數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)包。

ESP32 LoRa接收器代碼

LoRa接收代碼與發(fā)送代碼相似。唯一的區(qū)別是，我們不是在發(fā)送數(shù)據(jù)包，而是在接收數(shù)據(jù)包。

在void循環(huán)函數(shù)中，它使用LoRa.parsePacket()函數(shù)搜索新數(shù)據(jù)包。如果它發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新數(shù)據(jù)包，它將使用LoRa.readString()函數(shù)讀取其內(nèi)容，然后將其打印到串行監(jiān)視器上。

測(cè)試LoRa發(fā)送方和接收方

一旦硬件和程序準(zhǔn)備好，在各自的ESP32模塊中上傳發(fā)送方和接收方代碼，并使用適配器或USB電纜為它們供電。發(fā)射器和接收器部分都有16x2 lcd。連接到發(fā)送端的LCD將顯示正在發(fā)送的值，而接收端的LCD將顯示帶有RSSI值的接收值。RSSI代表接收信號(hào)強(qiáng)度指標(biāo)。這個(gè)值總是負(fù)值;在我們的例子中，溫度在-68左右。這個(gè)值越接近零，你的信號(hào)強(qiáng)度就越強(qiáng)。