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來自Arduino的小巧的LoRa開發(fā)板——MKR WAN 1300開發(fā)板評測

Arduino LoRa MKR WAN Atmel SAMD21 Murata CMWX1ZZABZ

2022-08-01
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作者：SATURN
來源：21ic

[導(dǎo)讀]
LoRa的優(yōu)勢在于低功耗和遠距離，理論上來說，相比于BLE和WiFi更具優(yōu)勢。不過在可穿戴領(lǐng)域，依舊是BLE一枝獨秀；而WiFi則一直獨霸著局域網(wǎng)無線通信領(lǐng)域。相對來說，LoRa在工業(yè)應(yīng)用方面正逐漸顯露自己獨特的優(yōu)勢。市面上LoRa產(chǎn)品不少，大多以模塊的方式提供給用戶，借助三方MCU來實現(xiàn)自己的遠程通信功能。

這里是專門為了本次測試而建立的一個應(yīng)用程序，應(yīng)用程序一般包括APP EUI及APP KEY兩個要素，用來區(qū)別不同的應(yīng)用程序。

建立好應(yīng)用程序之后，要為該應(yīng)用程序綁定一個或多個設(shè)備，也就是將MKR1300和應(yīng)用程序?qū)?yīng)起來，方便接收及處理數(shù)據(jù)。

圖中可以看到，注冊設(shè)備時一般要提供設(shè)備的EUI信息，EUI可以理解為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的MAC地址，在設(shè)備出廠時就已固化在設(shè)備內(nèi)部，每個設(shè)備的Device EUI都是不同的。

如何獲取設(shè)備的EUI呢，一般情況下，例如網(wǎng)卡及WiFi設(shè)備都會使用不干膠貼紙寫出并貼在設(shè)備上。而對于MKR1300來說，要獲取設(shè)備的EUI，需要運行配套程序提供的代碼，通過Arduino的串口監(jiān)視器來獲取，如下

這里看到的Your device EUI is: a8610xxx就是設(shè)備的EUI。

支持庫里的FirstConfiguration程序還可以用來測試與TTN的連接情況，不過需要指定幾個參數(shù)：激活方式，使用OTTA還是使用ABP;應(yīng)用程序EUI，區(qū)分不同的應(yīng)用程序;APP KEY，該值類似一些REST API中的授權(quán)機制，以免數(shù)據(jù)被濫用。

這是指定連接(激活)方式后再指定APP EUI及APP KEY后連接成功的情況。

配套的庫文件還提供了一個發(fā)送及接收數(shù)據(jù)的示例LoRaSendAndReceive.ino文件，演示了如何通過LoRa來發(fā)送及接收數(shù)據(jù)的例子，關(guān)鍵代碼如下

LoRaModem modem;

...

int err;

modem.beginPacket();

modem.print(msg);

err = modem.endPacket(true);

if (err > 0) {

Serial.println("Message sent correctly!");

} else {

Serial.println("Error sending message :(");

Serial.println("(you may send a limited amount of messages per minute, depending on the signal strength");

Serial.println("it may vary from 1 message every couple of seconds to 1 message every minute)");

}

delay(1000);

if (!modem.available()) {

Serial.println("No downlink message received at this time.");

return;

}

String rcv;

rcv.reserve(64);

while (modem.available()) {

rcv += (char)modem.read();

}

Serial.print("Received: " + rcv + " - ");

for (unsigned int i = 0; i < rcv.length(); i++) {

Serial.print(rcv[i] >> 4, HEX);

Serial.print(rcv[i] & 0xF, HEX);

Serial.print(" ");

}

通過modem.print()來發(fā)送數(shù)據(jù)，通過modem.read()來讀取數(shù)據(jù)。

其實我們都知道，LoRa通信中一般需要指定具體的能數(shù)，如使用868MHz還是使用915MHz來進行通信，另外還有SF、CR等參數(shù)的設(shè)置，這些都可以通過moderm實例來進行設(shè)置。

另外還要提一下的是還需要在代碼中指定APP EUI及APP KEY兩個值，否則通信是不會成功的。

將修改后的代碼編譯并上傳到MKR1300開發(fā)板，找開串口監(jiān)視器

從串口監(jiān)視中可以看到，我們發(fā)送了字符串"Hello, MKR1300!"，同時看到信息發(fā)送成功的提示。

在TTN的控制臺上，我們也可以看到類似的信息，如下

注意Payload字段的值，與我們在Arduino串口監(jiān)視器上看到的信息是一致的，只不過只里只顯示了二進制的表示形式。

另外我們也可以看到通信的具體參數(shù)設(shè)置，例如頻段為867.7，調(diào)制方式為LORA，data_rate的值為SF12BW125，還有CR的值為4/5等，其它的一些信息則是網(wǎng)關(guān)傳遞過來的信息，如timestamp等信息，別忘了，這些信息都是通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)過來的!

除了上行信息，也可以控制下發(fā)信息，不過目前TTN還只提供了簡單的機制來實現(xiàn)信息的下發(fā)，參考下圖