北京市环境建设办公室网站,wordpress给文章字段,网页制作模板之家,wordpress免备案空间LoRa模块是一种广泛应用于物联网领域的无线通信模块#xff0c;支持低功耗、远距离和低成本的无线通信。
其空中唤醒功能是一项重要的应用#xff0c;可以实现设备的自动唤醒#xff0c;从而在没有人工干预的情况下实现设备的远程监控和控制。
LoRa模块空中唤醒功能的原理…LoRa模块是一种广泛应用于物联网领域的无线通信模块支持低功耗、远距离和低成本的无线通信。
其空中唤醒功能是一项重要的应用可以实现设备的自动唤醒从而在没有人工干预的情况下实现设备的远程监控和控制。
LoRa模块空中唤醒功能的原理
LoRa模块空中唤醒功能的实现基于LoRaWAN协议的信标唤醒机制。
信标是一种远距离无线通信技术可以实现设备之间的互联互通。 LoRa模块支持多种类型的信标包括心跳信标、定位信标和广播信标等。
当LoRa模块接收到信标信号时会自动从睡眠状态中醒来并进入接收状态接收来自信标的数据包。如果在一定时间没有接收到来自信标的数据包LoRa模块会自动进入休眠状态等待下一次信标信号的到来。
空中唤醒功能的原理是通过发送特殊的前导码来唤醒LoRa模块然后从信标接收数据包。具体实现过程如下
当LoRa模块接收到空中唤醒信号时会发送特殊的前导码来表示已经收到信标信号并进入接收状态。前导码是一个16位的二进制数可以在100ms内发送多个。
LoRa是如何实现空中唤醒的
在无线传感网的设计中往往大部分终端节点都需要空中唤醒并且还要低功耗设计那么LoRa是如何通过CAD来实现的呢
在无线传感网络设计中往往大部分的无线收发节点都需要低功耗处理。 为了降低功耗只有通过减少无用的工作时间。
在大多数的物联网应用中无线通信时射频部分大多数时间都处于接收状态也是主要的能量消耗所在。
理想状态是当有数据需要接收时节点处于接收状态无信息接收时节点处于睡眠状态这就需要空中唤醒技术。
空中唤醒从现象上看好像是发射极把接收机从睡眠中唤醒实则不然其实是接收机周期性自动醒来查看空中有没有呼叫信号如果没有则继续睡眠如果有则被唤醒进入接收状态。 因此在空中没有呼叫信号时接收机平均功耗较低。
但是如何发现呼叫信号传统的做法是通过设定RSSI阈值来判断只有信号强度足够时才认为有效唤醒节点否则相反。
随着扩频调制技术的应用人们在确定可能低于接收机低噪声的信号是否已经使用信道时面临重重挑战。这种情况下使用RSSI无疑是行不通的。为了解决这个问题可使用信道活动检测器来检测其他LoRa信号。
LoRa数据包由前导码、可选报头、数据有效负载组成如下图所示 信道活动检测模式旨在以尽可能高的功耗效率检测无线信道上的LoRa前导码。在CAD模式下 SX12767778快速扫描频段以检测LoRa数据包前导码。
在CAD过程中会执行以下操作
PLL被锁定。
无线接收机从信道获取数据的LoRa前导码符号。在期间的电流消耗对应指定的Rx模式电流。
无线接收机及PLL被关闭调制解调器数字处理开始执行。
调制解调器搜索芯片所获取样本与理想前导码波形之间的关联关系。建立这样的关联关系所需的时间仅略小于一个符号周期。在此期间电流的消耗大幅减少。
完成计算后调制解调器产生CadDone中断信号。如果关联成功则会同时产生CadDetected信号。
芯片恢复到待机模式。
如果发现前导码清除中断然后将芯片设置为Rx单一或连续模式从而开始接收数据。
信道活动检测时长取决于使用的LoRa调制设置。下图针对特定配置显示了典型CAD检测时长该时长为LoRa符号周期的倍数。CAD检测时间内芯片在2SF32BW秒钟处于接收模式其余时间则处于低功耗状态。
