原标题：联合无锡学蠡推出基于 Semtech SX1301 Lora 网关开发套件

QBIE00501 评估开发工具,用户可以用来评估符合LoRaWan 协议的通信效性能或进行二次开发是一款高性能、小体积的LoRa/LoRaWAN 网关模块,核心芯片产用的是Semtech 公司SX1301。 可以为物联网设备提供低功耗的、移动的、安全的本地双向通信服务,具有广覆盖、智能化、自动化、低成本等优势。前端设备与物联网基站之间的通信可以通过不同的频道或数据速率建立,速率可以事先协商确认。为了节省电池续航时间。

用户从此可以拥有自己的物联网控制系统,实现定制化的智能服务,可广泛应用于智能抄表、智慧水务、智慧社区、智慧医疗、农业物联网、智能交通、能源管理、宠物跟踪、智慧城市、工业4.0、智能家居、环境监测等领域。

场景应用图

产品实体图

展示板照片

       方案方块图

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核心技术优势

1、本款LoRa/LoRaWAN 网关模块针对无线传感器网络、物联网、嵌入式等应用场景,可以帮助客户快速完成其LoRa/LoRaWAN 网关研发。

2、模块支持434Mhz、470-510Mhz、780Mhz、868MHz 和915MHz 多频段,产品默认为470-510Mhz 频段,可根据用户需求定制所需频段的产品

3、具有自组网、低功耗、广覆盖、低成本、高并发、高承载等优势,适用于极端恶劣环境、偏远山区、广袤海域等无电信网络覆盖环境部署。

方案规格

产品概述:

 QBIA-02102 是一款高性能、小体积的LoRa/LoRaWAN 网关模块,核心芯片产用的是Semtech公司SX1301。

 本款LoRa/LoRaWAN 网关模块针对无线传感器网络、物联网、嵌入式等应用场景,可以帮助客户快速完成其LoRa/LoRaWAN 网关研发。

 模块支持434Mhz、470-510Mhz、780Mhz、868MHz 和915MHz 多频段,产品默认为470-510Mhz 频段,可根据用户需求定制所需频段的产品。

产品应用范围:

 LoRa/LoRaWAN 网关

 物联网

 抄表集中器

 工业控制集中器

 安全警报系统网关

 LPWAN 基础基站

产品描述:

 小体积:63mmX40mm

 可选16 针DIP 接口或USB 接口封装,更容易集成到网关

 多频段选择:434MHz 470MHz 780MHz 868MHz 915MHz

 10 个可编程并行解调路径

 嵌入1 个GFSK 解调器和49 个LoRa 解调器

 自动自适应扩频因子,每个通道SF7 至SF12 可选

 高性能:

 接收灵敏度:-142.5dBm@300bps

 最大输出功率27dBm

 通信接口:SPI 或USB

 用于同步的GPS PPS 输入,保留给LoRaWAN Class B 协议

 +5V 单电源供电

 支持LoRaWAN Class A, ClassB and Class C 协议

技术文档

LoRaWAN SX1301

SX1301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,SX1301一般外接2片SX1257(或SX1255)。SX125x是射频前端芯片,它负责将I/Q(In-phase / Quadrature,同相正交数字信号)转换成无线电模拟信号。

仔细查看SX1301的结构图,它是由2个MCU和ASIC(ApplicationSpecific 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

ADR(Adaptive 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SX1301的“贡献”。

如下图所示,SX1301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=868.4MHz

10通道频率配置如下表所示

4 控制接口

SX1301依赖microcode(微代码)来运行,上电后MCU负责发送microcode给SX1301,semtech提供该microcode的二进制文件。MCU和SX1301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SX1301或8个SX1301),为简化设计和方便移植,组织了HAL(Hardware AbstractionLayer,硬件抽象层)接口。

5 电气与资源