LR1110接入腾讯云

  • 前言
  • 第一章 网关介绍
  • 第二章 定位原理
  • 第三章 平台搭建
    • 固件烧录
    • 腾讯云平台搭建
      • 创建LoRa网关
      • LR1110设备创建
      • 位置服务

前言

  • 随着物联网的进步，位置信息作为一个重要属性，在许多场景下能发挥不可或缺的功能。目前主要定位技术是通过 GPS/北斗卫星 提供的全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System) 和 WIFI实时定位技术。

  • LR1110是一款远程、超低功率的收发器，旨在增强基于lora的地理定位应用。除了Wi-Fi和GNSS地理定位功能外，它还支持LoRa®和FSK / GFSK调制，并与前几代LoRa无线电完全兼容。它能够在高功率PA上传输高达+22dBm，或在低功率TX路径上传输高达+15dBm，并支持在150MHz - 960MHz ISM频带中的连续低功率操作。

  • LR1110 在 GNSS 定位的功耗优势主要在于将传统的卫星解算流程进行优化，芯片本地只扫描空口的卫星导航电文，将导航电文上报到云平台进行详细位置解算，从而节省了芯片本地的工作时长和运算需求。因此，LR1110 需要配套云平台进行使用。

  • 腾讯云与 Semtech 双方达成协议，LoRa Edge 的 GNSS 及 WiFi 扫描数据将在腾讯云物联网开发平台直接进行解算获得位置信息，在提升访问速度的同时，也进一步满足相关应用的合规性要求。

  • 本文主要以 LR1110 接入腾讯云平台展开。

第一章 网关介绍

  • 为了连接到云平台，LoRa网关是必不可少的。LoRa网关类似于路由器，路由器是通过 WIFI 或者 ETH接口 接入以太网的，LoRa网关也是类似功能。但 LoRa网关 集成了 LoRa 收发器，可连接众多的 LoRa 设备，再通过 WIFI 或者 ETH接口 接入以太网。LoRa网关内置了 ESP32，ESP32可产生WIFI热点，用于用户数据的交互。

  • LoRa网关有2种工作模式，分别是 AP模式 和 站点模式。
    AP模式：用于设备参数的配置，其中包括 LoRa频段的选择 和 WIFI的连接。
    站点模式：通过WIFI连接以太网，可将LoRa数据上传到云平台。

  • AP模式：
    1、长按左按键U3，再上电可进入AP模式。进入AP模式后，OLED会显示当前的生成 WIFI 的IP地址、名称及其密码。


2、打开浏览器，在地址栏中输入 192.168.4.1，连接到ESP32产生的 WIFI热点，并输入管理员账号：hello，管理员密码：world，进入下图界面。


3、根据上图提示中输入连接到ETH网的WIFI账号和密码。
4、重启LoRa网关，等待一段时间后LoRa网关会自动连接到用户 WIFI，成功连接到网络会显示如下图所示结构。

第二章 定位原理

  • WIFI被动扫描是通过提取设备地理定位的MAC地址，其工作流程如下所示：
    1、LR1110能够发现 WIFI b/g/n 的信号，并捕捉和解调包含MAC地址信息的 WIFI 数据包，从中或获取到可选 WIFI信号 及其 信号强度RSSI，并通过 LoRa 传输到远端的 LoRa 网关；
    2、LoRa 网关再将数据上传至云服务器，云服务器通过查找 路由MAC表 和 RSSI 对物体的位置进行运算，并将运算结果传回 LoRa 网关；
    3、再由LoRa网关将数据传回LR1110设备。

  • WIFI 定位能工作在 室内或有众多WIFI设备的室外，若周围无 WIFI 设备，则只能使用全球导航卫星系统（GNSS）。

  • 而全球导航卫星系统（GNSS）只能工作在室外，目前主流的导航系统为我国的北斗卫星导航系统（BDS）和美国的全球定位系统（GPS）。

  • 其中我国的 北斗2（BDS-2）主要工作在 1207.14 MHz、1268.52 MHz、1561.098 MHz 三个频段，而 北斗3（BDS-3）主要工作在 1191.795 MHz、1268.52 MHz、1575.42 MHz 三个频段，北斗1（BDS-1）目前已经停止运行。

  • 北斗2和北斗3各自独立运行，北斗3完全兼容北斗2的信号。北斗3具有更高的精度、更优的信号、更多的功能。

  • GPS主要工作在 1176.45 MHz、1227.60 MHz、1575.42 MHz 三个频段。GPS建造时间比北斗更早，也就意味着北斗技术更加贴近现代化，GPS也在逐渐被替换为北斗。

  • 其工作流程如下所示：
    1、LR1110 捕捉部分卫星广播信号，并将信号聚合到 NAV消息 ，发送到 LoRa网关 ；
    2、LoRa网关 将数据上传到云服务器，并通过云服务对数据进行解析，解析完成后回传到 LoRa网关；
    3、LoRa网关 通过 LoRa 将数据回传到 LR1110 。

  • LR1110同时支持 LoRaWAN协议 ，不仅能通过LoRa传输定位数据，也能传输普通数据。LR1110在低功耗上表现也非常优异，能被设计成便携式设备，方便设备安装。

第三章 平台搭建

  • 官方提供了4个测试固件：
    1、lbmv2-sdk-Chendou-nav2-gps_beidou.bin：用于GNSS定位示例
    2、lbmv2-sdk-Chendou-nav4-gps_beidou.bin ：用于GNSS定位示例
    3、lbmv2-sdk-wifi-max32-mac5.bin ：用于WIFI定位
    4、lr1110_updater_tool_v1.3.0_trx_0x0307.bin：固件升级工具

固件烧录

  • STM32L476开发板在连接电脑USB之后，会自动虚拟出一个U盘，将上述bin文件直接拷入，开发板会自动开始升级固件。
  • 以 lbmv2-sdk-wifi-max32-mac5.bin 为例，固件升级完成之后会自动进入下图所示的界面。
  • 界面会显示出当前设备的DevEUI、JoinEUI、Appkey、模式、频段等基本信息，并自动定时30秒采集一次周围的WIFI信息通过LoRa进行上传。
  • 不过在此之前需要对云平台进行设备绑定操作：

腾讯云平台搭建

1、登录腾讯云官网(https://cloud.tencent.com/login?s_url=https%3A%2F%2Fconsole.cloud.te
ncent.com%2Fiotexplorer)，进入官网后会需要登录；
2、登录完成后，会自动跳转到下图所示界面，选择公共实例，并点击立即使用按钮；


3、点击新建项目，笔者已经之前已经完成了项目新建，如下所示：

创建LoRa网关

4、进入新建的项目中，选择网络管理->LoRa网关管理->用户网关->添加网关，笔者之前已经新建了一个网关；

5、输入网关名称、GwEUI、频段和位置信息，GwEUI在之前网关配置中可以更改，默认的GwEUI为ABCDEF1234567890；

6、绑定网关成功后，可在下图所示的界面查看运行是否状态，判断设备是否在线；若设备不在线，请检查配置是否错误；

LR1110设备创建

7、点击之前的项目，选择产品开发 -> 新建产品；


8、单击产品开发后，出现此菜单，按照要求填写信息；

9、新建产品完成之后，点击进入设备开发 -> 进入物模型 -> 添加标准功能 -> 通用属性 -> 定位功能 -> WIFI定位和GNSS导航电文；



10、点击 设备开发 观察LoRa Edge是否开启；

11、跳过交互开发，进入设备调试界面，选择新建设备，并输入设备名称、DevEUI、AppKey；


12、到此设备建立完成，可进入设备调试的云端诊端日志对上传数据进行查看；

位置服务

13、设备搭建完成了，如何获取设备位置信息呢？进入项目 -> 位置服务 -> 新建空间，并关联上述建立的设备模型；


14、新建完成之后，就可以查看当前设备位置啦。

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