《“1+X”传感网应用开发（中级）》课件-08LoRa通信应用开发

LoRa通信应用基础知识讲解北京新大陆时代教育科技有限公司目录01LoRa简介02LoRa模块03LoRa通讯协议1远距离无线电（LongRangeRadio）INTERFACE2、低功耗：10-20年电池使用寿命LoRa基站01LoRa是什么ISMBand-（IndustrialScientificMedical），此频段(2.4~2.4835GHz)主要是开放给工业，科学、医学，三个主要机构使用，该频段是属于FreeLicense，并没有所谓使用授权的限制。LoRa主要在ISM频段运行，主要包括433、868、915MHz等3、低成本：1/5的蜂窝网络成本LoRa是LPWAN（low-powerWide-AreaNetwork，低功耗广域网技术）通信技术的一种。1、长距离传输：城镇可达2-5Km，郊区可达15KmLoRa无线技术LoRaWAN是LoRa联盟（Semtech公司牵头）制定的围绕LoRa技术组网的网络体系结构。LoRaWAN是LoRaWideAreaNetwork（LoRa广域网）的简称，是基于LoRa技术的一种通信协议，为LoRa远距离通信网络设计的一套通讯协议和系统架构。它主要包括三个层次的通信实体：LoRa终端、LoRa网关和LoRa服务器。01LoRaWAN是什么01LoRa无线技术LoRaWAN协议栈中国LoRa470MHz~510MHzLoRa是LoRaWan的一个子集，LoRa仅仅包括物理层定义，LoRaWan还包括了链路层。01LoRa无线技术LoRaWAN网络架构LoRaWAN网络架构中包含了终端、基站、NS(网络服务器)、应用服务器这四个部分。在终端部分官方列了6个典型应用，终端节点可以同时发给多个基站。基站则对NS和终端之间的LoRaWAN协议数据做转发处理，将LoRaWAN数据分别承载在了LoRa射频传输和TCP/IP上。01LoRa无线技术LoRa拓扑组网方案应用层传输层组网层深度覆盖层LoRa网关MQTTLoRaLoRa模块LoRa模块LoRa模块LoRa模块LoRa模块智能抄表农业气象环保监控油田监测智能交通智能停车一个LoRa网关可以连接上千上万个LoRa节点02LoRa模块LoRa技术是指基于CSS（ChirpSpreadSpectrum）的一种扩频调制技术。专利隶属于SEMTECH公司，属于私有协议。LoRa模块是使用基于SEMTECH的射频集成芯片SX127X的射频模块，是一款高性能物联网无线收发器。02LoRa模块LoRa无线模块主要功能特点支持超远距离传输，超远距离传输最高可达无遮挡15公里，市区2-5公里支持多种联网通讯方式支持点到点通讯、GPIO控制双向通讯、串口数据透传双向通讯02LoRa模块LoRa无线模块主要功能特点支持LORAWAN协议支持LORAWAN低功耗广域网协议，不同国家LoRa网络可互操作请求:LoRa模块通信协议HEADCMDNET_ID_HNET_ID_LLORA_ADDRLENDATACHK0123456~(n-1)n1字节1字节1字节1字节1字节1字节n-6字节1字节0x55命令编号网络ID高字节网络ID低字节LoRa地址数据域长度数据域SUMCMD:0x01=读传感数据响应:HEADCMDNET_ID_HNET_ID_LLORA_ADDRACKLENDATACHK01234567~(n-1)n1字节1字节1字节1字节1字节1字节1字节n-7字节1字节0x55命令编号网络ID高字节网络ID低字节LoRa地址响应数据域长度数据域SUM03LoRa通讯协议LoRa模块通信协议CMD:0x01=读传感数据03LoRa通讯协议统一的网络IDRoLa设备地址1RoLa设备地址5RoLa设备地址3RoLa设备地址4RoLa设备地址2智慧停车车位状态实时监测；信息透明，杜绝城市停车管理混乱智能井盖实时监控城市井盖位置信息对于井盖异常丢失、异常开启、破损等状态信息实时传输用于数据分析和预警路灯监测远距离路灯控制、故障、线路监测，实现动态照明，节能管理智能抄表：LoRa模块在城市智能抄表中也有着广泛的应用。配电箱中的数据采集设备，把每家每户每月的用电量信传递给lora模块，lora模块再通过网关，把数据传递给远程控制中心。其中lora模块低成本的特点可以进行大规模推广，有利于智慧城市的建设。LoRa模块对农业来说，低功耗低成本的传感器是迫切需要的。温湿度、二氧化碳、盐碱度等传感器的应用对于农业提高产量、减少水资源的消耗等有重要的意义，这些传感器需要定期地上传数据，而且很多偏远的农场或者耕地并没有覆盖蜂窝网络，更不用说4G/LTE了，而LoRa十分适用于这样的场景。随着物联网技术的不断成熟，其衍伸出来的技术终将大幅改变人们的生活层面。任何一种无线通信技术都有自己适合的应用场景。而LoRa因其远距离传输、低频、低功耗，低成本等特点将在物联网世界中持续不断的发挥着重要的作用！为物联网而生的无线传输技术：LoRaTHANKS“1+X”传感网应用开发

SPI总线驱动程序分析北京新大陆时代教育科技有限公司01SPI简介02目录CONTENTSSPI配置1SPI简介知识链接01SPI简介01SPISPI（SerialPeripheralInterfaceBus）摩托罗拉公司开发主从方式，一主多重01SPILoRa芯片与MCU通过SPI(串行外设接口，支持全双工高速)进行通信SCLK（SerialClock）：串行时钟，由主机发出，控制数据交换的时机与速率MOSI（MasterOutput,SlaveInput）：主机输出从机输入信号，SPI主机向SPI从机发送数据MISO（MasterInput,SlaveOutput）：主机输入从机输出信号，SPI主机接收SPI从机传输过来的数据NSS（SlaveSelected）：选择信号，由主机发出，SPI主机选择与哪一个SPI从机通信，一般是低电位有效SPI广泛用于EEPROM、Flash、RTC（实时时钟）、ADC（数模转换器）、DSP（数字信号处理器）以及数字信号解码器上。SPI通信的速度很容易达到好几兆bps，所以可以用SPI总线传输一些未压缩的音频以及压缩的视频01SPISPI传输时序图补充CPOL：时钟极性，这里是低电平CPHA：时钟相位，这里是第一个跳变沿，选择SPI_PHASE_1EDGECPOL：时钟极性选择，为0时SPI总线空闲为低电平，为1时SPI总线空闲为高电平CPHA：时钟相位选择，为0时在SCK第一个跳变沿采样，为1时在SCK第二个跳变沿采样SPI总线传输的模式：

SPI总线传输一共有4种模式，这4种模式分别由时钟极性(CPOL，ClockPolarity)和时钟相位(CPHA，ClockPhase)来定义，其中CPOL参数规定了SCK时钟信号空闲状态的电平，CPHA规定了数据是在SCK时钟的上升沿被采样还是下降沿被采样01SPISPI传输时序图2SPI配置02SPISPI配置Step02初始化引脚（spi_board.c源码解释）设置SPI通信方式Step0102SPISPI配置初始化SPI关中断

BoardDisableIrq();GPIO初始化（主要是配置GPIO引脚复用）设置SPI通信方式SpiFormat(obj,SPI_DATASIZE_8BIT,SPI_POLARITY_LOW, SPI_PHASE_1EDGE,0);设置SPI速度开中断

02SPISPI配置设置SPI通信方式voidSpiFormat(Spi_t*obj,int8_tbits,int8_tcpol,int8_tcpha,int8_tslave)Bits帧格式Cpol时钟极性Cpha时钟相位Slave设置主从

LORA通信调制解调技术北京新大陆时代教育科技有限公司01LORA无线技术什么是LORALoRa（LongRangeRadio,远距离无线电）是一种基于扩频技术的远距离无线传输技术，是LPWAN（Low-PowerWide-AreaNetwork，低功率广域网络）通信技术中的一种，是SEMTECH公司创建的低功耗局域网无线标准。这一方案为用户提供一种简单的能实现远距离、低功耗无线通信手段。它最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。LoRa主要特点LORA的主要特点LoRa组网

LoRa网络主要由终端（可内置LoRa模块）、网关（或称基站）、网络服务器以及应用服务器组成。应用数据可双向传输。LoRaWAN网络架构是一个典型的星形拓扑结构，在这个网络架构中，LoRa网关是一个透明传输的中继，连接终端设备和后端中央服务器。终端设备采用单跳与一个或多个网关通信。所有的节点与网关间均是双向通信。01LORA无线技术LORA的特性传输距离：城镇可达2-5Km，郊区可达15Km工作频率：ISM频段包括433、868、915MHz等。标准：IEEE802.15.4g。调制方式：基于扩频技术，线性调制扩频（CSS）的一个变种，具有前向纠错（FEC）能力，SEMTECH公司私有专利技术。容量：一个LoRa网关可以连接上千上万个LoRa节点。电池寿命：长达10年。安全：AES128加密。传输速率：几百到几十Kbps，速率越低传输距离越长。LoRa调制解调器采用专利扩频调制和前向纠错技术。与传统的FSK、OOK调制技术相比，LoRa扩大了无线通讯链路的覆盖范围（实现了远距离无线传输），提高了链路的鲁棒性。开发人员可调整扩频因子和纠错率这两个参数，从而平衡通讯时的带宽占用、通信速率、空中包的存活时间、以及抗干扰性等。LoRa调制解调器原理LoRa调制解调器在不同参数下的性能：

同样带宽和编码率下，扩频因子越大，传播时间越长，则比特率越低接收灵敏度升高，同时对频率参考源稳定性要求越高扩频后传输可以降低误码率也就是信噪比，但是在同样数据量条件下却减少了可以传输的实际数据，所以，扩频因子越大，传输的数据数率（比特率）就越小打开LoRa园区监测文件夹下的Keil工程，点击菜单上的图标，Define一栏内有如下编译符号：USE_HAL_DRIVERSTM32L151xBUSE_DEBUGGERUSE_BAND_433//告知编译器使用433MHz频段的应用程序USE_MODEM_LORA//调制解调器使用LoRa调制解调技术LoRa调制解调配置在NS_Radio.h文件里定义了LoRa调制解调器的相关控制参数LoRa调制解调配置1、频率：

“USE_BAND_433”建议频率433MHz附近，可以430，也可以432…..，用户可以根据自己需求设置频率以确定合适的信道。2、发射功率：SX1276/77/78配备了三个不同射频功率放大器，其中两个分别与RFO_LF和RFO_HF引脚连接，能够实现高达+14dBm的功率放大功能。第三个与PA_BOOST引脚连接实现高达+20dBm的功率放大。这里我们通过TX_OUTPUT_POWER设置功率为14dBm。LoRa调制解调配置3、扩频因子：码片速率与标称符号速率之间的比值即为扩频因子，其表示每个信息位发送的符号数量，取值6~12，6和12为理想值。在此使用LORA_SPREADING_FACTOR设置为了74、编码率LoRa调制解调器使用循环纠错码进行前向错误检测与纠错，这样会产生传输开销，每次传输产生的数据开销见表：编码率（RegTxCfg1）循环编码率开销比率14/51.2524/61.534/71.7544/82LoRa调制解调配置5、信号带宽增加信号带宽可以提高有效数据传输速率，但是会牺牲部分接收灵敏度。LoRa调制速率可以通过公式计算。BW表示带宽，SF代表扩频因子LoRa调制解调配置1、前导码长度可以通过编程设置，取值范围在6-65536之间。2、显示报头模式：默认情况下报头含有有效负载相关信息。3、隐式报头模式有效负载长度，编码率及CRC固定已知，报头不包含这些信息，需要手动设置无线两端的这些参数注意：如果扩频因子设定为6，只能用隐式报头模式！LoRa调制解调配置LoRa数据发送流程LoRa发送前一直处于待机状态，在初始化Tx模块后，将待发送数据（Payload）写入FIFO，然后切换到发送状态将数据通过LoRa调制成信号发送出去，等到发送完成后，会产生TxDone中断，同时再次切换为待机状态，完成一个发送流程。。需要注意：静态配置寄存器只有在睡眠、待机模式才可写LoRa的FIFO只有在待机模式下才可写通过发送Tx模式请求，开始数据的发送发送操作完成后，可手动将设备设为睡眠模式，或者重新向FIFO写入数据，以便稍后再次进行Tx操作LoRa数据接收流程单一接收模：LoRa在给定的时间窗内搜索前导码，如果该时间窗结束时还未收到，则芯片会产RxTimeout中断信号，同时切换回待机模式。因此只有在数据包到达时间窗已知的情况下才使用Rx单一接收模式。连续接收模式：连续模式下，LoRa调制解调器会持续的扫描信道来搜索前导码，如果检测到后，LoRa都会在收到数据之前对该前导码进行检测及跟踪，然后继续等待检测下一前导码。（1）在睡眠或待机模式下，选择RxCOUNT模式（2）收到有效报头Header后，紧接着会产生RxDone中断。芯片一直处于RXCONT模式，等待下一个LoRa数据包。（3）检查PayloadCrcError标志，以验证数据包的完整性（4）如果数据包被正确接受，则可以读取FIFO（5）接收过程（2-4）可重复关键函数编写1、voidNS_RadioEventsInit(void)射频模块事件回调函数进行初始化关键函数编写voidOnTxDone(void){Radio.Sleep();Radio.Rx(RX_TIMEOUT_VALUE);}voidOnRxDone(uint8_t*payload,uint16_tsize,int16_trssi,int8_tsnr){Radio.Sleep();LoRaBufferSize=size;memcpy(LoRaBuffer,payload,LoRaBufferSize);RssiValue=rssi;SnrValue=snr;//printf("Rx=%s\r\nRssiValue=%d\r\nSnrValue=%d\r\n",LoRaBuffer,RssiValue,SnrValue);Radio.Rx(RX_TIMEOUT_VALUE);}发送完成时调用函数接收完成时调用函数关键函数编写voidOnTxTimeout(void){Radio.Sleep();Radio.Rx(RX_TIMEOUT_VALUE);}voidOnRxTimeout(void){Radio.Sleep();Radio.Rx(RX_TIMEOUT_VALUE);}发送超时调用函数接收超时调用函数voidOnRxError(void){Radio.Sleep();Radio.Rx(RX_TIMEOUT_VALUE);}接收错误调用函数“1+X”传感网应用开发

LoRa温湿度传感器节点

应用程序开发北京新大陆时代教育科技有限公司充电桩充电桩时间天气预报广告公共信息新闻摘要实时环境信息推送多种传感器接入风速风向传感器亮度传感器温度、湿度PM2.5环境噪声传感器广告牌园区环境监测园区以前主要依靠人工检查，粗放式管理：工作人员频繁检查控制，耗时耗力；植物生长环境要求精细，人工经验难以保障最佳环境；发生突发情况，不能及时处理，导致造成损失。当前物联网的主要技术走向POS，SmartHome,M2MBackhaul…Sensors,Meters,Tracking,Logistics,SmartParking,Smartagriculture…高速率GPRS/CDMA/MTC/eMTC3G/4G网络技术2020链接数量分布CCTV,eHealth，…中速率低速率NB-IOT，SigFox，

LoRaGPRS/CDMA退网前，eMTC难以有替代机会空白市场，由于缺乏针对性技术，没有很好的的满足高速率中速率低速率车载娱乐系统空间大市场机会新的无线技术将给物联网带来革命性变化LoRa、SigfoxIngenuWi-SUMWeightlessSatellitetechnologies其他广域覆盖网(非蜂窝的广域覆盖技术)2G/3Gnetworks4GnetworksEC-GSM、NB-IoT、LTE-MLTE-V、5G移动蜂窝通信(2G/3G/4G/5G)WiFi(802.11ah)Bluetooth，

ZigBee

ZwaveWirelessHARTThreadULE,DSRC无线局域/个域网(WLAN/WPANetc)“短距+网关”是诸多IoT业务应用中的选择多种技术标准之争，兼容性问题低功率广域覆盖(LPWA)技术空间较大3GPP：EC-GSM，LTE-MTC，NB-IoT非标：LoRA,Sigfox智能抄表/资产跟踪/车联网是运营商物联网发展的主要方向ApplicationAssetTrackingEnergyDataMgnt.SmartGrid&MeteringConnectedCabinetsTelematicsInsuranceApplicationFleetmanagementManagedconnectivityConnectedvehicleSmartutilitiesApplicationConsumerelectronicsEnergyIndustrialautomationSecurityTransport&logisticsVehicletelematicsApplicationServicemanagementTransportationConnectedmedicalAssermanagementRemotemonitoring智能抄表/资产跟踪以及部分车联网应用都是LPWA应用(LowPowerWideArea,低功耗广覆盖)LPWA开启低功率广覆盖物联网市场1m100m10kmBluetoothZigBee…（短距覆盖）WiFi（短距覆盖）UMTS/LTE（高成本覆盖）GSMLPWA（低功率广覆盖）

覆盖100bps100kbps100Mbps速率物联网技术的不同定位高安全性高可靠性高速率低功耗高频谱效率大覆盖低成本低时延短距通信（WiFi等）NBIOT私有技术（LoRa等）技术对比技术制式网络定位国际标准NBIOT可与现蜂窝网融合演进的低成本电信级的高可靠性、高安全性广域物联网技术私有技术LoRa需独立建网、无执照波段的高风险局域网物联技术Sigfox不适配国内无执照波段、由Sigfox建网与运营商合作的高成本高风险物联网技术LPWA技术标准对比

LTE-MNB-IoT

LoRa

Sigfox

信道带宽Cat1和Cat0全带宽CatM1.4MHz200KHz7.8KHz-500kHz多种带宽100Hz调制方式下行：OFDMA上行：SC-FDMA下行：OFDMA上行：SC-FDMALoRa（线性扩频调制）上行：DBPSK下行：GFSK峰值速率Cat1最大10MbpsCat0最大1MbpsCatM最大1Mbps下行68KbpsQPSK调制上行multi-tone

136Kbps

QPSK调制上行single-tone17Kbps37.5kbps上行：100bps下行：600bps典型容量50K100K2K~50K11.7K覆盖距离Cat1/Cat0与LTE相同Cat-M覆盖增强城区：1~8Km郊区：~25Km城区：2~5Km郊区：~15Km城区：3~10Km郊区：30~50Km电池寿命5-10年>10年>10年8-20年移动性<120km/h<30km/h低速或静止静止成本10-15USD/Node<5USD/Node2-5USD/Node2-5USD/Node发射功率23dBm23dBm20dBm20dBm频谱安全性授权频段LTE牌照波段，有基于成熟的核心网认证鉴权机制，安全性高授权频段GUL牌照波段，有基于成熟的核心网认证鉴权机制，安全性高无执照波段，用户认证鉴权由应用层完成，安全性低国内无可用频段，用户认证鉴权由应用层完成，安全性低建网成本LTE频谱和站点，成本低可复用LTE频谱和站点，成本低独立建设网络独立建设网络，成本投入大广域网无线通信技术

物联网的快速发展对无线通信技术提出了更高的要求，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的LPWAN(low-powerWide-AreaNetwork，低功耗广域网)也快速兴起。LoRa与NB-IoT是最有发展前景的两个低功耗广域网通信技术。NB-IoT和LoRa是LPWAN最具有代表性的两种无线通信技术，具有不同的技术和商业特性，也是最有发展前景的两个低功耗广域网通信技术。这两种LPWAN技术都有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少等特点，都适合低功耗物联网应用，都在积极扩建自己的生态系统。NB-IoT方案与LoRa方案对比分析：LoRa和NB-IoT同为低功耗广域物联网的技术，是当前国内主流的两种技术流派（1）运营模式（商业模式）NB是运营商建网。是双刃剑；是其优势所在，也是其劣势所在。优势在于：运营商代建网络，业主不需要考虑基站部署；劣势在于：（1）网络质量取决于运营商，业主无法控制；

运营商是面向全行业的网络覆盖，如果出现信号盲区不可能为业主进行网络优化、信号补盲等。

（2）数据必须经过运营商，业主需要和运营商对接获取经营数据；保密性存在问题，运营数据不可控；对于有能力、有志于自主运营、业务扩展增值的业主来说是个障碍；LoRa是企业自建网。与NB运营商建网的优劣势正好相反；优势在于：（1）业主可自主把控网络质量，对于网络覆盖可快速优化补充；

（2）可自主运营；运营数据掌握在自己手中，根据业务需要扩展网络；劣势在于：需要考虑LoRa基站的部署建设，更多地是表现在基站选址、供电，以及站址协调问题。（2）建设及运营成本>>NB属于运营商建网，用户需要承担的是NB模组硬件成本+NB运营商网络租用成本。>>LoRa属于自建网，用户需要承担LoRa模组成本+LoRa基站成本；从当前的成本来说，尽管国家及运营商有补贴政策，NB的模组硬件费用、以及运营成本都高，粗略估算NB的总成本大约比LoRa高20~30%。（3）模组功耗NB的功耗当前比LoRa要高，但具体对比与终端数据接收及发射频率有很大关系；高频应用对NB的功耗影响非常显著，这与休眠/唤醒机制有很大关系，而LoRa则受此影响较少。如果是低频采集，如一月一次，那么NB的功耗可保证数年使用寿命，完全可以支撑应用；如果是较高频采集，如一小时甚至半小时一次，预计NB的功耗将至少是LoRa的三倍以上；（4）覆盖深度NB是面向公众建的公用网络，并且每台NB基站的建设费用可达数十万；这意味着其覆盖深度的目标是保证大部分终端可用，对于少部分应用终端不太可能去深度覆盖。LoRa是私网，并且每台LoRa基站的费用只需几千；这意味着其覆盖深度可控，随时可进行补盲。（5）覆盖地区；>>NB属于运营商建网，运营商考虑其效益因素，会更多地考虑在人口密集区域，如一二三四线城市，尤其是市区人口密集区做重点覆盖；那么在人口稀疏地区至少在当前阶段不是重点；>>LoRa做为私网建设，则不受此影响。应用举例（暂不考虑LoRa运营情况）适合NB的应用：（1）共享单车：分布广，单位密度小，适合借助运营商网络；（2）智能抄表：业主对采集频率不高，对网络可用性没有高要求的，又不想考虑自建基站；（3）积水/管网监测：分布广，单位密度小；（4）通用型可穿戴系列：终端分布在整个城区，适合借助运营商网络；（5）智能停车：地磁来感应磁场变化从而进行车辆出入车位的判断，上下行的无线链路采用NB-IoT标准，并与OneNET完成对接，支持5G联创实验室的停车平台应用。适合LoRa的应用（1）智能抄表：业主对采集频率有高要求需要做数据分析，对网络可用性有高要求；（2）道路泊车检测器：采集频率较高，而对终端寿命又有一定要求；（3）野外郊区的，如矿业、采掘业、郊区重工业等；（4）区域集中型：如高校、普教、园区的用户，想建设私网对自己的设施及应用进行管理。LoRa---关键特性和优势LoRaWAN网络部署情况目前LoRa网络已经在世界多地进行试点或部署

，34个公开声明部署的网络，至少150个在进行的城市试点部署LoRaWAN网络架构基于LPWAN技术的无线通信端到端解决方案基于LPWAN技术的物联网无线通信解决方案，满足数据量在复杂环境中的超远距传输、大规模组网的需要，降低物联网端对端成本。LoRa无线模块4GLoRa网关LoRa低功耗广域网智能终端LoRa无线模块LoRa无线节点LoRa无线模块主要功能特点支持超远距离传输，超远距离传输最高可达无遮挡15公里，市区8公里超低功耗待机可灵活的调整功率等级，适配传输中对于距离和速率的需求，支持多种休眠和待机模式LoRa拓扑组网方案应用层传输层组网层深度覆盖层LoRa网关MQTT云LoRa云LoRa模块LoRa模块LoRa模块LoRa模块LoRa模块智能抄表农业气象环保监控油田监测智能交通智能停车LoRa应用方案LoRa模块LoRa模块LoRa模块LoRa模块LoRa网关云管理平台设置用电脑防火墙防火墙垃圾箱为保护园区环境，该系统选择无线通信方式较为合适。任务：基于工程源码模板LoRaModemProject，开发LoRa温湿度传感器节点应用程序要求：1、完成代码添加、完善；2、烧写程序；3、采集温湿度数据，并在OLED屏上显示。硬件连接编码开关全向上拨：编码开关是控制STM32的SPI引脚和SX1278模组的SPI接通，全部上拨的时候，STM32的SPI和SX1278模组接通；全部下拨的时候，STM32的SPI和SX1278模组断开连接。JP1、JP2全向左拨JP1是boot脚的设置脚，左拨的时候是正常工作；右拨的时候是下载固件时使用。JP2是STM32单片机的usart1的接通选择开关，左拨的时候接通到主机上，用于上位机调试；右拨的时候断开与主机的连接，并将RX和TX引脚接通到J6排针母座上。LoRa芯片与MCU通过SPI进行通信。SPI（SerialPeripheralInterfaceBus），是由摩托罗拉公司开发的高速全双工同步串行通信协议。SPI支持一主多从，这点类似于IIC，但是又与IIC选通从设备的方式不同，IIC是通过发送从机地址来选通从机，而SPI则是通过拉低连接到从机的NSS引脚对从机进行选通的。SPI一般应用由四个引脚组成（一主一从）：所以，SX1278要与STM32进行通信,还需要对SPI进行配置。SCLK（SerialClock）：串行时钟，由主机发出，控制数据交换的时机与速率MOSI（MasterOutput,SlaveInput）：主机输出从机输入信号，SPI主机向SPI从机发送数据MISO（MasterInput,SlaveOutput）：主机输入从机输出信号，SPI主机接收SPI从机传输过来的数据NSS（SlaveSelected）：选择信号，由主机发出，SPI主机选择与哪一个SPI从机通信，一般是低电位有效SPI广泛用于EEPROM、Flash、RTC（实时时钟）、ADC（数模转换器）、DSP（数字信号处理器）以及数字信号解码器上。SPI通信的速度很容易达到好几兆bps，所以可以用SPI总线传输一些未压缩的音频以及压缩的视频SPI设置步骤：整理代码工程：基于完成驱动移植的工程模板上进行操作，备份模板“LoRaModemProject”，修改副本文件为“LoRaModemSensorTempRhProject”，IDE打开工程文件后，关注一下几个函数：LoRa_Send()：发送LoRa无线数据OLED_InitView()：设置OLED初始显示内容，调用hal_oled.c的接口函数，只支持英文，要显示中文，需要用软件工具取字模，再在OLED上显示字模数据4.PlatformInit()：初始化硬件平台，包括时钟、OLED屏、SX1278等，系统其它部件初始化在此处添加、完善代码，例如直接调用初始化函数对定时器、SPI、GPIO等进行，也可以用STM32CubeMX自动生成后，再将代码添加到此处main():重点实现接收网关命令的解析响应、温湿度传感器数据的采集，因此，增加两个进程函数，接收到数据后的解析响应函数MyRadioRxDoneProcess()和传感数据读取函数LoRa_GetSensorDataProcess()；2.设计函数LoRa_DataParse()，解析网关请求信息并响应传感数据，结构为HEAD+CMD+NET_ID+LORA_ADDR+LEN+DATA+ACK，把该函数加到MyRadioRxDoneProcess()中，收到无线数据后的回调函数，进行消息解析和响应；通信协议：帧头定义、设备网络ID和地址，区分网络中的设备，同一个网络拥有相同的网络ID，不同设备的地址是唯一的。还可以用不同的载波频率区分载波频率，修改NS_Radio内的频率宏定义。这里主要通过宏定义方式。数据发送接收都需要校验，添加校验函数checksum()，从head到chk前一个字节的和，只保留低八位。添加定位一帧数据中帧头首次出现位置的函数ExtractCmdfram()；3.程序调试：设计函数GetHexStr()将数组内各元素用16进制展示，用于程序调试和监控；4.修改OLED_InitView()，提示当前温湿度信息；5.传感器定时采集数据，修改PlatformInit()函数，初始化时增加定时器，原工程使用了Tim3，调用Tim3McuInit()，设为1ms中断响应一次，中断回调函数中的计数参数增1；在LoRa_GetSensorDataProcess()中，当计数到1000时，读取传感器数据，实现1s采集一次温湿度数据。下载成功后，将LoRa模块的JP1往右拨，同时按一下复位键KEY1，温湿度程序便开始运作了。也可以用仿真器下载运行“1+X”传感网应用开发LoRa通信应用开发北京新大陆时代教育科技有限公司01LoRa简介0203目录CONTENTS04LoRa温湿度传感器节点开发LoRa光照传感器节点开发LoRa网关汇聚节点数据准备NEWLab主机和配套12V电源、串口线，NEWLab主机接通12V电源，并用串口线连接好电脑和NEWLab主机，通讯旋钮开关旋至通讯模式。NEWLab主机上各放置一块LoRa模块作为网关节点。01硬件连接3LoRa光照传感器节点开发基于温湿度传感器节点的工程源码LoRaModemSensorTempRhProject，开发LoRa光照传感器节点应用程序，要求：1、采集光照度数据，并在OLED屏上显示。2、当收到网关读取传感数据的指令后，将传感数据响应给网关。任务要求项目实施01硬件连接02工程模板操作03应用程序编程04程序烧写01硬件连接光照传感器前面已经完成了温湿度传感器节点的应用开发，我们只需要在此工程的基础上修改出光照传感器节点应用程序即可。复制工程源码文件夹“LoRaModemSensorTempRhProject”为副本，并重命名为“LoRaModemSensorLightProject”。进入文件夹“LoRaModemSensorLightProject”，并打开该工程源码02工程模板操作03应用程序编程Step02代码添加代码编译Step01组织回应格式将组织好的数据发到Collect程序烧写过程同温湿度传感器节点。04程序烧写扩频因子（SF）扩频时你的数据每一位都和扩频因子相乘1bit需要传送扩频因子为1传输数据为1扩频因子为6传输数据为111111扩频后传输可以降低误码率也就是信噪比，但是在同样数据量条件下却减少了可以传输的实际数据，所以，扩频因子越大，传输的数据数率（比特率）就越小。当扩频因子SF为6时，LoRa的数据传输速率最高。04LoRa调制解调“1+X”传感网应用开发LoRa网关节点汇聚传感数据北京新大陆时代教育科技有限公司01任务要求02目录CONTENTS任务实施基于温湿度传感器节点的工程源码LoRaModemSensorTempRhProject，开发LoRa网关节点应用程序，要求：1、网关轮流读取温湿度传感器节点、光照传感器节点的传感器数据，将收到的传感器数据在OLED屏上显示。2、将数据透传到串口上。任务要求任务实施01硬件连接02工程模板操作03应用程序编程及操作04运行结果知识链接准备NEWLab主机和配套12V电源、串口线，NEWLab主机接通12V电源，并用串口线连接好电脑和NEWLab主机，通讯旋钮开关旋至通讯模式。NEWLab主机上放置一块LoRa模块作为网关节点。01硬件连接在温湿度传感器节点应用程序的基础上修改出网关节点应用程序，复制工程源码文件夹“LoRaModemSensorTempRhProject”为副本，并重命名为“LoRaModemCollectProject”。进入文件夹“LoRaModemCollectProject”，并打开该工程源码。02工程模板操作Step