亿佰特ASR6501LoraWan节点无线模块E78470LN22S使用手册.docx
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亿佰特ASR6501LoraWan节点无线模块E78470LN22S使用手册.docx
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亿佰特ASR6501LoraWan节点无线模块E78470LN22S使用手册
第一章产品概述2
1.1主要参数2
1.2参数说明2
第二章术语和定义3
第三章机械特性4
3.1E78-470LN22S尺寸图4
3.2引脚定义5
3.3推荐连线图6
第四章LoraWan应用模型图7
第五章接入演示8
第六章AT指令10
第七章常见问题24
7.1通信距离很近24
7.2模块易损坏24
重要声明24
修订历史25
关于我们25
第一章产品概述
E78-470LN22S系列产品是标准LoraWan节点模块,工作频段CN470~510MHZ,支持CLASS–A/CLASS-C节点类型,支持ABP/OTAA两种入网方式,同时,该模块具备多种低功耗模式,外部通信接口采用标准UART,用户通过AT指令简单配置即可接入标准LoraWan网络中,是当下物联网应用的绝佳选择。
1.1主要参数
产品型号
核心IC
尺寸
模块净重
工作温度
工作湿度
储存温度
E78-470LN22S
ASR6501
20*14*2.91mm
1.3±0.1g
-40~85℃
10%~90%
-40~125°C
1.2参数说明
●在针对模块设计供电电路时,往往推荐保留30%以上余量,有整机利于长期稳定地工作;
●发射瞬间需求的电流较大但是往往因为发射时间极短,消耗的总能量可能更小;
●当客户使用外置天线时,天线与模块在不同频点上的阻抗匹配程度不同会不同程度地影响发射电流的大小;
●射频芯片处于纯粹接收状态时消耗的电流称为接收电流,部分带有通信协议的射频芯片或者开发者已经加载部分自行开发的协议于整机之上,这样可能会导致测试的接收电流偏大;
●处于接纯粹收状态的电流往往都是mA级的,µA级的“接收电流”需要开发者通过软件进行处理;
●关断电流往往远远小于整机电源部分的在空载时所消耗的电流,不必过分苛求;
●由于物料本身具有一定误差,单个LRC元件具有±0.1%的误差,但犹豫在整个射频回路中使用了多个LRC元件,会存在误差累积的情况,致使不同模块的发射电流与接收电流存在差异;
●降低发射功率可以一定程度上降低功耗,但由于诸多原因降低发射功率发射会降低内部PA的效率。
第二章术语和定义
2.1LoRa
LoRa是LPWAN通讯技术中的一种,全称是LongRangeRadio,中文意思即是“远距离无线电”;其目前主导该技术的公司是国外的semtech公司;
LoRa主要ISMbrand是在全球免费频段:
433MHz、470MHz、868MHz、915MHz等。
特点:
低功耗、远距离、低成本。
2.2LoRaWAN
LoRa联盟是2015年3月Semtech牵头成立的开放的、非盈利的组织.联盟发布一个基于开源的MAC层协议的低功耗广域网标准:
LoRaWAN协议标准。
网络拓扑:
星形结构
网络构成:
LoRa模块、网关(Gateway或称基站)、Server(包括NetworkServer,Networkcontrol,ApplicationServer)。
LoRaWAN把LoRa节点分为A/B/C三类:
●双向传输终端(ClassA):
ClassA的终端在每次上行后都会紧跟两个短暂的下行接收窗口,以此实现双向传输。
终端基于自身通信需求来安排传输时隙,在随机时间的基础上具有较小的变化(即ALOHA协议)。
这种ClassA操作为应用提供了最低功耗的终端系统,只要求应用在终端上行传输后的很短时间内进行服务器的下行传输。
服务器在其他任何时间进行的下行传输都得等终端的下一次上行。
●划定接收时隙的双向传输终端(ClassB):
ClassB的终端会有更多的接收时隙。
除了ClassA的随机接收窗口,ClassB设备还会在指定时间打开别的接收窗口。
为了让终端可以在指定时间打开接收窗口,终端需要从网关接收时间同步的信标(Beacon)。
这使得服务器可以知道终端何时处于监听状态。
●最大化接收时隙的双向传输终端(ClassC):
ClassC的终端基本是一直打开着接收窗口,只在发送时短暂关闭。
ClassC的终端会比ClassA和ClassB更加耗电,但同时从服务器下发给终端的时延也是最短的。
注:
E78-470LN22S支持ClassA、ClassC两种设备类型。
2.3ADR
ADR中文被称为自适应数据速率。
在loraWan网络系统中,为使终端设备的电池寿命和总体网络容量最大化,LoRaWAN网络服务器通过自适应数据速率(ADR)算法对每个终端设备数据速率和RF输出分别进行管理,通过ADR技术,LORAWAN系统中,服务器根据节点的信号接收能力自动更新设置节点的速率,距离远则速率低,距离近则速率高,这样在实际应用中,极大化提高了网络的有效带宽及带载能力。
第三章机械特性
3.1E78-470LN22S尺寸图
3.2引脚定义
引脚序号
引脚名称
引脚方向
引脚用途
1
GND
地线,连接到电源参考地
2
VCC
供电电源,范围2.5V~3.7V(建议外部增加陶瓷滤波电容)
3
SETB
低功耗唤醒引脚
4
DIO1
输入/输出
NC(保留引脚)
5
BUSY
输入/输出
NC(保留引脚)
6
I2C_SDA
输入/输出
NC(保留引脚)
7
I2C_SCL
输入/输出
NC(保留引脚)
8
UART_CTS
输入/输出
NC(保留引脚)
9
UART_RTS
输入/输出
NC(保留引脚)
10
GND
地线,连接到电源参考地
11
ANT
天线接口,邮票孔(50欧姆特性阻抗)
12
GND
地线,连接到电源参考地
13
GND
地线,连接到电源参考地
14
GND
地线,连接到电源参考地
15
GND
地线,连接到电源参考地
16
XRES
输入
外部复位引脚
17
ADC_IN
输入
NC(保留引脚)
18
AUX
输入/输出
NC(保留引脚)
19
SETA
输入/输出
NC(保留引脚)
20
UART_RX
输入/输出
UARTRX引脚
21
UART_TX
输入/输出
UARTTX引脚
22
SWD_DATA
输入/输出
SWDData引脚
23
SWD_CLK
输入/输出
SWDClock引脚
24
GND
地线,连接到电源参考地
25
SPI_MISO
输入/输出
SPIMISO测试点,已内部连接,不能用作外部SPI
26
SPI_NSS
输入/输出
SPINSS测试点,已内部连接,不能用作外部SPI
27
SPI_MOSI
输入/输出
SPIMOSI测试点,已内部连接,不能用作外部SPI
28
SPI_SCK
输入/输出
SPISCK测试点,已内部连接,不能用作外部SPI
★关于模块的引脚定义、软件驱动及通信协议详见ASR官方《ASR6501 Datasheet》★
3.3推荐连线图
第四章LoraWan应用模型图
完整的LoraWan网络系统由:
节点、网关、LoraNetWorkServer、应用服务器构成,节点一般由LORA芯片设计;网关由semtech公司提供的SX1301设计;LoraNetWorkServer现在行业有开源的loraserver或者商业的TTN(TheThingsNetwork),用户可自行搭建;应用服务器则由用户自定义设计开发,主要用于与LoraNetWorkServer应用数据交换。
第五章接入演示
本次演示套件为:
E78-470LN22S作为节点,E890作为网关接入免费TTN(TheThingsNetwork)测试服务器做通信测试;节点端OTAA接入方式对应设置如下所示:
TTN上,网关数据记录如下所示:
TTN节点数据记录如下所示:
注:
TTN创建设备和对应配置流程请参考《LORAWAN节点+网关TTN服务器配置教程》
第六章AT指令
a)指令格式:
:
命令前缀
CMD:
控制指令符
[op]:
指令操作符。
可以是以下内容:
“=”:
表示参数设置。
“?
”:
表示查询参数的当前值。
“”:
表示执行指令。
“=?
”:
表示查询设置指令的参数。
[para-n]:
表示设置的参数值,或者是指定要查询的参数
回车换行,ASCII0x0D0x0A
指令
说明(通用命令)
CGMI
读取厂家标识
CGMM
读取模组标识
CGMR
读取版本标识
CGSN
读取产品序列号标识
CGBR
设置UART的波特率
CJOINMODE
设置读取Join模式(OTAA,ABP)
CDEVEUI
设置读取DevEUI(OTAA入网时)
CJOINMODE
设置读取Join模式(OTAA,ABP)
CDEVEUI
设置读取DevEUI(OTAA入网时)
CAPPEUI
设置读取AppEUI(OTAA入网时)
CAPPKEY
设置读取AppKey(OTAA入网时)
CDEVADDR
设置读取DevAddr(ABP入网时)
CAPPSKEY
设置读取AppSkey(ABP入网时)
CNWKSKEY
设置读取NwkSkey(ABP入网时)
CFREQBANDMASK
设置读取频点掩码(FreqBandMask)
CULDLMODE
设置读取Ul/Dl模式(同频或者异频)
CWORKMODE
设置读取工作模式(正常工作模式)
CCLASS
设置读取class类型(ClassA/C)
CBL
读取电量等级
CSTATUS
读取节点状态
CJOIN
发起OTAA入网
DTRX
发送接收数据帧
DRX
从Rxbuffer获取最新接收到的数据,并清空Rxbuffer
命令
说明(MAC相关配置命令)
CCONFIRM
设置读取发送消息的类型(confirm或者unconfirm)
CAPPPORT
设置读取应用层Port
CDATARATE
设置读取数据速率
CRSSI
获取信道的RSSI值
CNBTRIALS
设置读取NbTrans参数
CRM
设置读取上报模式
CTXP
设置读取发送功率
CLINKCHECK
使能Linkcheck
CADR
使能或关闭ADR
CRXP
设置读取接收窗口参数
CRX1DELAY
设置读取TX和RX1的时延
CSAVE
保存配置
CRESTOREMAC
恢复默认配置
IREBOOT
系统复位
CLPM
系统低功耗设置
ECHO
串口指令回显配置
命令字符
命令类型
命令格式
响应
CGMI
(读取厂家标识)
查询命令
AT+CGMI?
+CGMI=
OK
参数说明
厂家标识
返回值说明
示例
AT+CGMI?
+CGMI=Ebyte
OK
注意事项
命令字符
命令类型
命令格式
响应
CGMM
(读取模组标识)
查询命令
AT+CGMM?
+CGMM=
OK
参数说明
模组标识
返回值说明
示例
AT+CGMM?
+CGMM=E78-470LN22S
OK
注意事项
命令字符
命令类型
命令格式
响应
CGMR
(读取版本标识)
查询命令
AT+CGMR?
+CGMR=
OK
参数说明
版本号
返回值说明
示例
AT+CGMR?
+CGMR=V4.1
OK
注意事项
命令字符
命令类型
命令格式
响应
CGSN
(读取产品序列号标识)
查询命令
AT+CGSN?
+CGSN=
OK
参数说明
产品序列号标识
返回值说明
示例
AT+CGSN?
+CGSN=0539349E00032523
OK
注意事项
命令字符
命令类型
命令格式
响应
CGBR
(设置波特率)
查询命令
AT+CGBR?
+CGBR=
OK
设置命令
AT+CGBR=
OK
参数说明
产品序列号标识
返回值说明
示例
AT+CGBR=9600
OK
注意事项
Baud范围:
1200~460800bps
命令字符
命令类型
命令格式
响应
CJOINMODE
(设置Join方式)
测试命令
AT+CJOINMODE=?
+CJOINMODE:
“mode”
OK
查询命令
AT+CJOINMODE?
+CJOINMODE:
OK
设置命令
AT+CJOINMODE=
OK
参数说明
节点Join方式
0:
OTAA
1:
ABP
返回值说明
示例
AT+CJOINMODE=0
OK
注意事项
不同模式节点入网方式不同,ABP请在发送数据之前使用该指令设置。
命令字符
命令类型
命令格式
响应
CDEVEUI
(设置DevEUI)
测试命令
AT+CDEVEUI=?
+CDEVEUI= lengthis16> 查询命令 AT+CDEVEUI? +CDEVEUI: OK 设置命令 AT+CDEVEUI= OK 参数说明 节点DevEUI 返回值说明 示例 AT+CDEVEUI? +CDEVEUI=AABBCCDD00112233 OK 注意事项 设置或者读取DevEUI,返回Y1Y2…Y8,16进制格式,取值8字节。 命令字符 命令类型 命令格式 响应 CAPPEUI (设置AppEUI) 测试命令 AT+CAPPEUI=? +CAPPEUI= lengthis16> 查询命令 AT+CAPPEUI? +CAPPEUI: OK 设置命令 AT+CAPPEUI= OK 参数说明 节点AppEUI 返回值说明 示例 AT+CAPPEUI=AABBCCDD00112233 OK 注意事项 OTAA时使用,设置或读取AppEUI,返回Y1Y2…Y8,16进制格式,取值8字节。 命令字符 命令类型 命令格式 响应 CAPPKEY (设置AppKey) 测试命令 AT+CAPPKEY=? +CAPPKEY= lengthis32> 查询命令 AT+CAPPKEY? +CAPPKEY: OK 设置命令 AT+CAPPKEY= OK 参数说明 节点AppEUI 返回值说明 示例 AT+CAPPKEY=AABBCCDD00112233AABBCCDD00112233 OK 注意事项 OTAA时使用,设置或读取AppKey,返回Y1Y2…Y16,16进制格式,取值16字节。 命令字符 命令类型 命令格式 响应 CDEVADDR (设置DevAddr) 测试命令 AT+CDEVADDR=? +CDEVADDR= lengthis8,DeviceaddressofABPmode> 查询命令 AT+CDEVADDR? +CDEVADDR: OK 设置命令 AT+CDEVADDR= OK 参数说明 节点DevAddr 返回值说明 示例 AT+CDEVADDR=00112233 OK 注意事项 ABP时使用,设置或读取DevAddr,返回Y1Y2…Y4,16进制格式,取值4字节。 命令字符 命令类型 命令格式 响应 CAPPSKEY (设置AppSKey) 测试命令 AT+CAPPSKEY=? +CAPPSKEY= lengthis32> 查询命令 AT+CAPPSKEY= +CAPPSKEY: OK 设置命令 AT+CDEVADDR= OK 参数说明 节点AppSKey 返回值说明 示例 AT+CAPPSKEY=AABBCCDD00112233AABBCCDD00112233 OK 注意事项 ABP时使用,设置或读取AppSKey,返回Y1Y2…Y16,16进制格式,取值16字节。 命令字符 命令类型 命令格式 响应 CNWKSKEY (设置NwkSKey) 测试命令 AT+CNWKSKEY=? +CNWKSKEY= lengthis32> 查询命令 AT+CNWKSKEY? +CNWKSKEY: OK 设置命令 AT+CNWKSKEY= OK 参数说明 节点NwkSKey 返回值说明 示例 AT+CNWKSKEY=AABBCCDD00112233AABBCCDD00112233 OK 注意事项 ABP时使用,设置或读取NwkSKey,返回Y1Y2…Y16,16进制格式,取值16字节。 CFREQBANDMASK (设置频段掩码) 命令类型 命令格式 响应 测试命令 AT+CFREQBANDMASK=? +CFREQBANDMASK: “mask” OK 查询命令 AT+CFREQBANDMASK? +CFREQBANDMASK: OK 设置命令 AT+CFREQBANDMASK= OK 参数说明 网络可能工作的频点掩码,16bit对应16个频组,详见LoRaWAN接入规范。 如: 0-7频道,对应掩码为0001,8-15频道对应掩码为0002,依次类推 返回值说明 示例 AT+CFREQBANDMASK=0001 OK 注意事项 在Join之前需要设置。 命令字符 命令类型 命令格式 响应 CULDLMODE (设置上下行同异频) 测试命令 AT+CULDLMODE=? +CULDLMODE: “mode” OK 查询命令 AT+CULDLMODE? +CULDLMODE: OK 设置命令 AT+CULDLMODE= OK 参数说明 1: 同频模式 2: 异频模式 返回值说明 示例 AT+CULDLMODE=2 OK 注意事项 在Join之前需要设置 命令字符 命令类型 命令格式 响应 CWORKMODE (设置工作模式) 测试命令 AT+CWORKMODE=? +CWORKMODE: “mode” OK 查询命令 AT+CWORKMODE? +CWORKMODE: OK 设置命令 AT+CWORKMODE= OK 参数说明 2: 正常工作模式 返回值说明 示例 AT+CWORKMODE=2 OK 注意事项 在Join之前需要设置,默认为正常工作模式。 目前仅支持正常工作模式 命令字符 命令类型 命令格式 响应 CCLASS (设置Class) 测试命令 AT+CCLASS=? +CCLASS: “class”,“branch”,“para1”,“para2”, “para3”,“para4” OK 查询命令 AT+CCLASS? +CCLASS: OK 设置命令 AT+CCLASS= OK 参数说明 0: classA 2: classC 返回值说明 示例 AT+CCLASS=2 OK 注意事项 在Join之前需要设置,默认为classA 命令字符 命令类型 命令格式 响应 CSTAUS (查询设备当前状态) 测试命令 AT+CSTAUS=? +CSTATUS: ”status” OK 查询命令 AT+CSTATUS? +CSTATUS: OK 参数说明 00–无数据操作 01–数据发送中 02–数据发送失败 03–数据发送成功 04–JOIN成功(仅出现在首次JOIN过程中) 05–JOIN失败(仅出现在首次JOIN过程中) 06–网络可能异常(LinkCheck结果) 07–发送数据成功,无下行 08–发送数据成功,有下行 返回值说明 示例 AT+CSTATUS? +CSTATUS=03 OK 注意事项 查询设备当前状态 命令字符 命令类型 命令格式 响应 CJOIN (设置Join) 测试命令 AT+CJOIN=? +CJOIN: ] OK 查询命令 AT+CJOIN? +CJOIN: Value4] OK 设置命令 AT+CJOIN= [ParaValue2],…. [ParaValue4] 如果输入合法,首先返回OK,然后启动自动鉴 权,返回鉴权结果。 +CJOIN: OK鉴权成功 +CJOIN: FAIL鉴权失败 参数说明 鉴权参数1,2,……4的名称; [ParaValue1],[ParaValue2],……[ParaValue4]: 鉴权参数1,2,……4的参数值; 0–停止JOIN 1–启动JOIN,重新开启一次JOIN过程。 对于使能热启动的模块,执行该操作会清除保存的JOIN上下文参数。 [ParaTag2]表示是否使能自动JOIN功能。
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