LoRaWAN介绍13 SX130x

LoRaWAN介绍13 SX130x“要以坦克为核心组织部队而不是以步兵为核心。”--古德里安如果说LoRaWAN是闪电战那么SX130x就是坦克前者是建立在后者的基础上。SX130x是基于LoRa调制的基带芯片它的目标是为广域范围的众多无线节点提供健壮的星型基站。SX130x有一些关键的技术特征高达-142.5dBm的接收灵敏度、49个LoRa“虚拟”通道和ADR技术。1 整体结构如下图所示SX130x一般外接2片SX1257或SX1255。SX125x是射频前端芯片它负责将I/QIn-phase / Quadrature同相正交数字信号转换成无线电模拟信号。仔细查看SX130x的结构图它是由2个MCU和ASICApplicationSpecific Integrated Circuit专用集成电路的综合体。主要部件包括射频MCU该MCU通过SPI总线连接2片SX125x主要负责实时自动增益控制、射频校准和收发切换。数据包MCU该MCU负责分配8个LoRa调制解调器给多个通道它仲裁数据包的机制包括速率、通道、射频和信号强度。IF0~IF7的LoRa通道它们的带宽固定为125kHz每个通道可以设置中心频率每个通道可以接收SF7~SF12共6种速率的LoRa信号。IF8通道带宽支持125 / 250 / 500kHz希望用于网关之间的高速通信。IF9通道收发(G)FSK信号LoRaWAN在欧洲地区使用了该通道。2 实现ADR技术ADRAdaptive Data Rate速率自适应是LoRaWAN核心优势它的原理是依赖End Nodes和Gateway的距离越近End Nodes将采用高速率越远End Nodes将采用低速率。其实ADR是SX130x的“贡献”。如下图所示SX130x的IF0~IF7的8通道它们设置了8个中心频率但每一个通道都能接收SF7~SF12共6种速率的LoRa信号。这样一来一个End Node可以根据信号强度自由选择SF即速率来发送数据。它至少具备3个优势End Node可以切换到8个频率中任意一种有效降低同频干扰End Node可以使用6种速率中任意一种Gateway不用记录它的速率简单化Gateway可以实现天线分集有效改善移动End Node的多径衰退特别注意8个通道最多同时解调8个LoRa数据包因为“前导码搜索引擎”和“解调引擎”是分离的同时解调引擎为8个单元。3 多通道频谱2片SX125x和共10个通道都可以灵活配置频率。一起看上图的实例射频前端A配置中心频率867.0MHz射频前端B配置中心频率868.4MHz10通道频率配置如下表所示通道频率射频前端频偏属性IF1866.875MHzA-125kHz固定速率LoRaIF2868.400MHzB0kHz64kbps的GFSKIF3866.6875MHzA-312.5kHz6速率LoRa通道IF4867.0625MHzA62.5kHz6速率LoRa通道IF5867.1875MHzA187.5kHz6速率LoRa通道IF6867.3125MHzA312.5kHz6速率LoRa通道IF7868.0875MHzB-312.5kHz6速率LoRa通道IF8868.2125MHzB-187.5kHz6速率LoRa通道IF9868.5875MHzB187.5kHz6速率LoRa通道IF10868.7125MHzB312.5kHz6速率LoRa通道4 控制接口SX130x依赖microcode微代码来运行上电后MCU负责发送microcode给SX130xsemtech提供该microcode的二进制文件。MCU和SX130x的通信总线是SPI。考虑多种射频通道和收发设备如SX1257或SX1255和不同的硬件实现方式如1个SX130x或8个SX130x为简化设计和方便移植组织了HALHardware AbstractionLayer硬件抽象层接口。数据结构调用函数参数定义lgw_conf_rxrf_slgw_rxrf_setconf()设置SX125x的中心频率和开启/停止lgw_conf_rxif_slgw_rxif_setconf()设置IF通道中心频率射频芯片等参数lgw_pkt_rx_slgw_receive()接收数据包的有效数据和元数据lgw_pkt_tx_slgw_send()发送数据包的有效数据和射频参数函数功能定义lgw_rxrf_setconf()配置射频参数按用户要求设置SX125x的射频参数lgw_rxif_setconf()按用户要求设置IF调制解调器参数lgw_start()硬件管理启动SX130xlgw_stop()停止SX130x节能或重新配置lgw_receive()收发数据包从RX FIFO提取接收数据包lgw_send()通过指定IF通道发送一个数据包5 电气与资源项目最小值典型值最大值单位供电电压3.0/3.6V工作温度-40/85℃全速功耗/9901350mWSPI时钟速率//10MHz射频晶振频率/32/MHz射频晶振精度-10/10ppm高速处理晶振130133150MHz下载经典的LoRaWAN资料请链接http://www.rimelink.com/nd.jsp?id48_np107_316欢迎加入“LoRaWAN论坛”http://lora.timeddd.com/forum.php