Arduino开发实例-Lora 数据发送与接收

Lora 数据发送与接收

预计到2025年，我们将有250亿台设备连接到互联网。相当于今天的地球人口多三倍。随着物联网和工业4.0的概念，互联车辆和智能城市的迅速普及，这种情况最有可能发生。我们已经有少数无线协议，如BLE、Wi-Fi、蜂窝等，但是这些技术对于IoT传感器节点而言并不理想，因为它们需要在不消耗大量电能的情况下将信息长距离传输。这导致了LoRa技术的兴起，该技术可以以低功耗执行超远距离传输。

1、什么是Lora

LoRa 的名字是远距离无线电（Long Range Radio），它是由Semtech公司引入的一种无线射频技术。LoRa技术可用于将双向信息传输到长距离而不会消耗很多功率。利用这个特性，传感器只需使用小电池就可以传输其数据。

通常，Lora可以达到15-20km的距离，并且可以使用电池工作数年。请记住，LoRa，LoRaWAN和LPWAN是三种不同的术语，不应相互混淆。

LoRa 主要在全球免费频段运行（即非授权频段），包括 433、868、915 MHz 等。LoRa 网络构架由终端节点、网关、网络服务器和应用服务器四部分组成，应用数据可双向传输。

LoRa 是创建长距离通讯连接的物理层或无线调制，相较于传统的 FSK 技术以及稳定性和安全性不足的短距离射频技术，LoRa 基于 CSS 调制技术（Chirp Spread Spectrum）在保持低功耗的同时极大地增加了通讯范围，且 CSS 技术数十年已经广受军事和空间通讯所采用，具有传输距离远、抗干扰性强等特点。

此外，LoRa 技术不需要建设基站，一个网关便可控制较多设备，并且布网方式较为灵活，可大幅度降低建设成本。

Lora技术基础与特点

1、LoRa是一种低功耗广域网通信（LPWAN）技术中的一种，是Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输技术。比sigfox的FSK技术更加灵敏，传送距离更远，更节能。
2、LoRa是物理层（PHY）协议，能被应用在几乎所有的网络技术中。
3、LoRa主要在全球免费频段运行，频率范围从137MHz-1050MHz，常见的主要是433MHz、868MHz、915MHz等
4、LoRa（远程）扩频技术，可解调低于-20dB的噪声。确保了高灵敏度、可靠的网络连接，同时提高了网络效率并消除了干扰。
5、LoRa无需再借助中继器，极大地简化了系统设计并降低了总部署成本。
6、相较于3G和4G蜂窝网络，LoRa技术对嵌入式应用而言可扩展性更强，性价比更高。

2、硬件准备

Arduino UNO R3 开发板两块
Lobra SX1278 收发模块两个

杜邦线若干
数据线两条
笔记本电脑（台式）一台

Arduino UNO R3开发板通过数据线连接到电脑。Lobra SX1278的与Arduino的SPI接口连接如下：

LoRa SX1278 模块	Arduino UNO 开发板引脚
3.3V	3.3V
Gnd	Gnd
En/Nss	D10
G0/DIO0	D2
SCK	D13
MISO	D12
MOSI	D11
RST	D9

3、软件准备

Arduino IDE
安装Lora库

4、代码实现

数据发送端

#include <SPI.h>
#include <LoRa.h>

int counter = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);

  Serial.println("LoRa Sender");
 // 使用433M频率
  if (!LoRa.begin(433E6)) {
    Serial.println("Starting LoRa failed!");
    while (1);
  }
}

void loop() {
  Serial.print("Sending packet: ");
  Serial.println(counter);

  // 发送数据包
  LoRa.beginPacket();
  LoRa.print("hello ");
  LoRa.print(counter);
  LoRa.endPacket();
  counter++;

  delay(5000);
}

数据接收端

#include <SPI.h>
#include <LoRa.h>

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);

  Serial.println("LoRa Receiver");

  if (!LoRa.begin(433E6)) {
    Serial.println("Starting LoRa failed!");
    while (1);
  }
}

void loop() {
  // 解析接收的数据包
  int packetSize = LoRa.parsePacket();
  if (packetSize) {
    // received a packet
    Serial.print("Received packet '");

    // read packet
    while (LoRa.available()) {
      Serial.print((char)LoRa.read());
    }

    // print RSSI of packet
    Serial.print("' with RSSI ");
    Serial.println(LoRa.packetRssi());
  }
}