基于新唐M2351 LoRaWAN長(zhǎng)距離無(wú)線通信模塊
目前，物聯(lián)網(wǎng)針對(duì)大面積應(yīng)用場(chǎng)景面臨了實(shí)現(xiàn)范圍覆蓋與降低裝置功耗的兩難問(wèn)題，主要的因素有以下三項(xiàng)：
信號(hào)弱，功耗大：難以深覆蓋到地下, 經(jīng)常維護(hù)更換電池
覆蓋差，功耗大 ：大面積范圍的部署成本非常昂貴，且需要移動(dòng)定位
電池供電特性：針對(duì)長(zhǎng)距離且不易布線需要電池供電的裝置
新唐科技可以看到了大范圍部件物聯(lián)網(wǎng)裝置的通訊問(wèn)題，而 LoRa 的運(yùn)行方式正是提供了這些問(wèn)題的良好解決答案，請(qǐng)看我們以下的整理。
- 傳輸距離遠(yuǎn)：比蜂窩距離遠(yuǎn)/ 覆蓋范圍廣/ 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
- 使用壽命長(zhǎng)：低功耗/ 10~20年壽命/ >10x vs 蜂窩M2M模塊
- 用途廣泛：高容量/ 多應(yīng)用/ 公共網(wǎng)絡(luò)
- 低成本：低成本的基礎(chǔ)設(shè)施/ 低成本的終端節(jié)點(diǎn)/ 公開(kāi)協(xié)定
由上可以清楚的了解到 LoRa 這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的好處，接著我們說(shuō)明 LoRa Wide Area Network 的架構(gòu)。LoRaWAN 基本上的聯(lián)機(jī)結(jié)構(gòu)跟主流的物聯(lián)網(wǎng)通訊架構(gòu)類(lèi)似，只不過(guò) LoRa 采用的是 AES-128 加密、多信道上傳、網(wǎng)絡(luò)速率與數(shù)據(jù)路徑自動(dòng)調(diào)整 (Adaption) 的協(xié)議，而這樣的網(wǎng)絡(luò)部署需要慮到許多的因素諸如：頻譜規(guī)畫(huà)、資料量規(guī)畫(huà)、覆蓋目標(biāo) (室內(nèi)或室外) 、功率規(guī)劃與所要支持的業(yè)務(wù)服務(wù)。以下是 LoRaWAN 簡(jiǎn)易架構(gòu)圖：
NuMicro M2351 的 LoRaWAN 節(jié)點(diǎn)參考設(shè)計(jì)方案
新唐跟位于杭州的利爾達(dá)公司合作準(zhǔn)備推出基于 M2351 微控制器加上 LoRa 無(wú)線通信集成功能的模塊方案，為了能夠支持國(guó)際與中國(guó)大陸的標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)推出兩種模塊，分別以國(guó)際 LoRaWAN Specification 1.0.2 與 LoRaWAN CLAA 1.3.9 (China LoRa Application Alliance) 的兩種協(xié)議版本為依據(jù)。而 M2351 的 Armv8-M TrustZone 架構(gòu)正是支持這樣的雙元標(biāo)準(zhǔn)最好的微控制器選擇。由于 M2351 可以提供 TrustZone 加上 XOM 功能，所以不同版本通訊協(xié)議層可以依據(jù)所要符合的地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)劃放在 TrustZone 安全區(qū)或 XOM (eXecute-Only Memory) 內(nèi)部，其做法有以下好處：
- 通訊協(xié)議的 API 受 Timing 的影響較小，反應(yīng)時(shí)間快，比較符合標(biāo)準(zhǔn)
- 對(duì)于特定微控制器與 OS 的依存度較小
- LoRa 協(xié)定不容易遭竄改，比較安全
而 LoRa 無(wú)線通信集成功能模塊則整合了射頻組件與天線匹配組件，大幅降低無(wú)線通信硬件部分的設(shè)計(jì)麻煩，標(biāo)準(zhǔn)的 AT Command 控制方式也提供產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員便利的無(wú)線通信控制方法，讓開(kāi)發(fā)人員能有更多時(shí)間專(zhuān)注于應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。
新唐 M2351 搭配 LoRa 無(wú)線通信模塊架構(gòu)
由結(jié)構(gòu)圖可以看出利爾達(dá)基于 M2351 的 LoRaWAN 在節(jié)點(diǎn)裝置上的參考設(shè)計(jì)方案，比其一般的解決方案可以不需要加另一顆專(zhuān)注處理無(wú)線通信協(xié)議的微控制器，搭配 M2351 的豐富外圍功能，整個(gè)參考設(shè)計(jì)模塊內(nèi)含的兩顆主要芯片就可以完全應(yīng)付通訊與終端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求，例如無(wú)線抄表、遠(yuǎn)距監(jiān)控、智慧家庭、智能工廠與智能大樓等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用；換言之，可當(dāng)通訊模塊用途也可以直接針對(duì)目標(biāo)終端產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)。
新唐微控制器家族與利爾達(dá)的 LoRa 解決方案說(shuō)明與帶來(lái)的市場(chǎng)機(jī)會(huì)
如前述，LoRaWAN 的運(yùn)作還必須配合網(wǎng)關(guān) (Gateway) 與基地臺(tái) (Base station)，這兩者扮演了非常重要的連上物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺(tái)的角色，而新唐微處理器也在網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)上發(fā)揮了作用，例如 NUC980 就適合于開(kāi)發(fā) LoRaWAN 的網(wǎng)關(guān)，其所能提供的設(shè)計(jì)包含了家居室內(nèi)網(wǎng)關(guān)與工業(yè)網(wǎng)關(guān)。經(jīng)由 LoRaWAN 的節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)及基地臺(tái)的合作，可以實(shí)現(xiàn)諸多物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。
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編輯：admin 最后修改時(shí)間：2019-06-21
