Модуль LoRa Измерение поля LoRa1280

Тест представляет собой полевое измерение, проводимое нашими клиентами. Продуктом для ранжирования является наш модуль LoRa LoRa1280 . Рабочий диапазон частот LoRa1280 составляет 2,4G. Он поддерживает интерфейс UART судового типа и интерфейс SPI. Во время теста используется только интерфейс SPI. LoRa1280 поддерживает полосу пропускания LoRa 203 кГц, 406 кГц, 812 кГц и 1625 кГц.

Первое испытание: испытание на короткой дистанции

Инструменты тестирования:

В макетную плату был вставлен беспроводной модуль LoRa1280. Изначально не было возможности вставить в макетную плату модуль LoRa LoRa1280 . Заказчик сделал переходник самостоятельно, как показано на рисунке:

Тестовая среда:

Место клиента называется Уолкотт-холл в Шропшире, и перед домом есть большое открытое пространство.

На рисунке ниже показан результат первого теста (на рисунке показаны некоторые предварительные коды дальности и тестовое расстояние).

Второе испытание: испытание на расстоянии

Инструменты тестирования:

Для начала подключите модуль LoRa LoRa1280 к антенне 2,4 ГГц , и сделайте несколько микробусов и макетов, как показано на рисунке:

Более крупная зеленая плата представляет собой мини-регистратор на базе ATMega328P, разработанный заказчиком. Он может быть оснащен вилками, совместимыми с Microbus. Для модуля LoRa LoRa1280 требуется больше контактов, чем для стандартного модуля Mikrobus, поэтому заказчик добавил два контакта к обычным 8 с обеих сторон контактов Busy и DI03. Модуль LoRa LoRa1280 предназначен для стандартных розеток Microbus 2 x 8. Для этого необходимо, чтобы вывод, подключенный к выводу Microbus AN, был двойным аналого-цифровым выводом.

Тестовая среда:

На севере Кардиффа, где живет клиент, есть горный хребет, и это место примерно на 150 метров выше места, где находится дом клиента в городе. С хребта открывается прекрасный вид на город. Дом клиента подключен к модулю беспроводного передатчика LoRa1280 на вершине мачты 6M. От гребня до оборудования на мачте имеется относительно хорошая видимость, расстояние составляет 4,4 км.

Программное обеспечение для измерения дальности написал заказчик самостоятельно. Сначала он отправляет запрос ранжирования с высокой мощностью (10 дБм!) и сообщает, завершен ли запрос ранжирования. Затем уменьшите мощность передачи и сделайте еще один запрос дальности. Таким образом можно рассчитать минимальную мощность, необходимую для измерения дальности.

На линии длиной 4,4 км дальность действия снижается до -14 дБм. Таким образом, если вы используете полную мощность, 10 дБм, тест показывает, что измерение расстояния может иметь работу более 69 км. Судя по результатам испытаний в 4,4 километра, модуль LoRa LoRa1280 способен преодолевать большие расстояния, поэтому заказчик намерен измерить расстояние прямой видимости от вершины 40-километровой горы до вершины холмов Мендип с севера. Кардиффа через реку Бристоль.

Тест на дальность 40 км.

Место проведения 40-километрового теста связи в Кардиффе расположено на севере города (264 метра над уровнем моря), а другой конец 40-километровой линии видимости — Блэк-Даун Мендипса (325 метров над уровнем моря). на другой стороне Бристольского прохода.

Маршрут Маркони на карте — это место, где в 1897 году состоялась первая радиопередача г-на Маркони над водой.

Маршрут имеет хорошую видимость и достаточную высоту в середине маршрута, чтобы уменьшить эффект зоны Френеля. Пожалуйста, обратитесь к схеме раздела ниже.

На одном конце Кардиффа установлен приемник дальности LoRa1280, закрепленный на столбе, а другой используется для базового тестирования линии связи. Ниже приведены условия испытаний на расстоянии 40 км:

На стороне Mendips имеется набор согласующих устройств, одно из которых используется в качестве инициатора/передатчика теста дальности, а другое — для приема базовых пакетов тестирования канала. Запишите результаты на карту micro SD для последующего анализа.

На стороне Кардиффа приемник дальности LoRa1280 модуля LoRa будет слушать запрос дальности передатчика и отправлять ответ на стороне Mendips. На обоих концах используются базовые антенны 2 дБи.

В конце Mendips передатчик запроса дальности издаст длинный звуковой сигнал в начале тестовой последовательности, отправит запрос дальности 10 дБм, а затем отправит 9 дБм, 8 дБм и т. д. Если запрос дальности успешен, прозвучит короткий звуковой сигнал. звуковой сигнал. Следовательно, чтобы рассчитать уровень мощности, когда определение дальности перестанет работать, вам нужно только услышать длинный звуковой сигнал, а затем рассчитать короткий звуковой сигнал.

LoRa для определения дальности установлен на SF10 и полосу пропускания 406 кГц, что является настройкой самого большого диапазона для SX1280, позволяющей использовать режим дальности. В режиме наибольшего радиуса действия недостаток канала должен составлять 8 дБм. SX1280 можно настроить на двухточечную связь LoRa.

Расчет измерений

Поскольку заказчик не полностью реализовал расчет результата измерения расстояния в тестовом коде измерения расстояния, программа считывает результат из регистра результатов измерения расстояния (3 байта) и записывает результат на SD-карту самописца. Трасса, используемая для вышеупомянутого «теста дальности 4,4 км», используется для тестирования и калибровки функции дальности. Расстояние по земле, измеренное на Картах Google, составляет 4,42 км. Средний результат измерения дальности SX1280 составляет 24515. Это дает коэффициент преобразования 0,1803 метра.

Средний результат ранжирования связи Кардифф — Мендипс составляет 225982. Применение коэффициента пересчета 0,1803 дает расстояние 40,745 км. Расстояние, полученное с помощью Google Maps, составляет 40,65 километра. Таким образом, фактическое значение измерения диапазона SX1280 составляет + 0,2%.

Подвести итог

Запрос дальности, полученный на линии связи длиной 40 км, составляет всего 4 дБм. Это означает, что потенциальный диапазон 10 дБм составляет 80 км прямой видимости. Даже умеренно модифицированная антенна на обоих концах (см. сравнение антенн выше) может удвоить этот диапазон.

В режиме «точка-точка», настройка наибольшего диапазона SF12 и полоса пропускания 203 кГц должна иметь преимущество канала на 8 дБм по сравнению с настройкой SF10, превышающей диапазон, и полосой пропускания 406 кГц. Преобразование этого преимущества линии связи в 8 дБм в настройку дальности показывает, что двухточечная связь в пределах 200-километровой зоны является потенциальной дальностью действия LoRa.

Фактический тестер: Стюарт Робинсон.