LORA节点设备技术规格书.docx

LORA节点设备技术规格书.docx

《LORA节点设备技术规格书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LORA节点设备技术规格书.docx（47页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

LORA节点设备技术规格书

Lora节点设备技术规格书

普天东方通信集团有限公司

1、节点产品和服务概述

本LORA节点产品名称为”东信物联小蜜蜂调试器”，是一个USB/蓝牙/LORA信号调测仪器，它由一个LORA通信模块和附属的透传接口组成。

用户使用它，可以无须借助任何其它硬件开发设备，即可通过手机或者电脑自由接入LORA网络。

对于LORA测试工程师，LORA传感器开发工程师，LORA信号路测维护人员，LORA评估人员都是极佳的产品解决方案。

产品外形图如下：

2、建议的LORA数据测试方案

Lora数据测试分为上行数据通信测试和下行数据通信测试。

测试使用到PC、lora模组、lora网关、LORASERVER。

其中在PC端执行测试脚本，且负责对模组端数据收发的结果校验。

（1）上行数据通信测试框架图

上行数据测试即测试数据从模组到网关再到核心网的发送过程，其步骤如下：

步骤①：

PC端通过串口发送测试指令到模组端

步骤②：

模组发送数据到网关

步骤③：

网关将数据转发给LORASERVER

步骤④：

PC端脚本读取LORASERVER数据并校验结果是否与发送的一致

（2）下行数据通信测试框架图

下行数据测试即测试数据从核心网到网关再到模组的发送过程，其步骤如下：

步骤①：

PC端通过调用核心网API在LORASERVER下发数据

步骤②：

LORASERVER将数据发送给网关

步骤③：

网关将数据转发给模组

步骤④：

PC端脚本读取模组接收到的数据并校验结果是否与核心网发送的一致

（3）LORA信号测试方法

使用”东信物联小蜜蜂调试器”，将串口选择开关拔到对应的位置（USB口或蓝牙）。

使用测试脚本运行设备与其建立USB连接或者蓝牙。

由于小蜜蜂调试器内集成了一个LORA模块，并且USB通信接口和蓝牙通信接口都已经设置成了透传模式，所以只要编写测试脚本发送AT指令给小蜜蜂调试器，就能轻松的访问LORA模块。

手机连接参考下图：

电脑连接测试的参考图：

可做为网关并发容量测试工具。

3、小蜜蜂调试器的产品结构

下图简单的表述了小蜜蜂调试器的功能结构，省略了部分唤醒开关和电源指示灯。

由下图可知，小蜜蜂调试器主要由USB口转串口转换电路，LORA模块，蓝牙模块三部分组成，其中它们由一个选择开关进行连接。

通过该选择开关可以快速切换通信通道，完成USB到LORA，或者蓝牙到LORA的数通道选择。

下文中针对LORA模块的结构和功能进行详细说明。

4、LORA通信模块的架构图

LORA通信模块的硬件结构图：

LORA通信模块的软件结构图：

小蜜蜂lora模块的实物图：

5、蓝牙信号测试仪的说明书

（1）产品图片说明：

（2）使用PC端与小蜜蜂模块连接工作

1.1：

安装USB串口驱动

安装驱动程序包中的PL2303_Prolific_DriverInstaller_v1.10.0.exe。

将模块上的拨动开关拨到USB侧并插在电脑上，电脑上应能识别并生成一个串口；

1.2：

运行工具包中的串口工具XCOMV2.0.exe

打开串口调试助手XCOMV2.0进行配置与串口选择，设置串口参数：

115200/1/8/N

配置完成后打开串口并发送ATV获取LoRa版本号，得到ECPLoRaNodeV1.0.0V1.0.3的回复。

具体小蜜蜂模块调试指令见下文中的小蜜蜂模块AT指令说明。

（3）

使用手机端与小蜜蜂模块连接工作

在支持BLE蓝牙的手机上下载LORA信号测试小助手APP。

该APP可以通过华为应用市场搜索下载。

将模块上的拨动开关拨到蓝牙侧并重新上电，使用手机打开LoRa信号测试小助手，点击选择蓝牙设备、选中调试器对应的蓝牙模块并单击选中，此时手机会连接调试器的蓝牙模块。

操作界面见下图所示。

（4）手机端APP对小蜜蜂模块AT指令调试

1：

打开调试助手页面，点击“发送AT指令”选项，里面有AT指令集可选，

选择‘ATV’查看小蜜蜂模块版本号，点击发送，即可返回模块的版本号。

2：

连接成功后主界面显示对应的蓝牙信息，由图一可以看出，当前所连接的蓝牙设备

唯一识别码为18:

93:

D7:

51:

72:

D9

蓝牙名称为ECP_D97251D79318

点击开始检测信号强度进行LoRa信号检测。

当开始监测信号强度时，小蜜蜂模块会不断往后台上传数据，同时在后台上可以看到该上传数据所处地方信号的强弱情况。

由上图得出，绿色部分说明此处信号较好，黄色表示信号一般，红色表示信号较差。

信号平台查看地址需要由LORASERVER提供，如需使用东信物联LORASERVER，请与客户服务联系。

6、LORA通信模块的硬件说明书

（1）简介

东信LoRaNode是一种基于LoRa调制解调技术、工作在470MHz-510MHz免费频段的双向LPWAN无线通讯模块，采用高性能工业级芯片解决方案，是一款超远距离、超大容量、高性能、低功耗的低成本无线通信模块。

模块包含了无线通信所必需的所有组件。

它可以作为一个SMD元件来使用，方便地安装在PCB底板并且只需要极少的外围元器件，极简的AT指令可大大缩减用户无线通路的开发时间。

（2）产品关键指标

•基于LoRa调制解调技术

•最大输出功率可达+19dBm

•最低接收灵敏度可达-141dBm

•最高链路预算可达+160dBm

•海上通讯距离可达5KM

•支持LoRaWanClass-A,Class-B,Class-C三种模式

•射频接口已匹配至50Ω

•+1.8V~+3.7V的工作电压范围，兼容大部分低功耗应用产品

•低至4uA的睡眠电流

•-40℃～85℃的工作温度范围

•模块尺寸17.5x31.5x2mm

•支持直插式和邮票孔封装

（3）应用领域

•自动抄表

•智能农业

•工业监控

•家庭/楼宇自动化

•水电计量

•无线报警和安全系统

东信LoRaNode通信模块|数据手册

（4）引脚描述

管脚

符号

类型

描述

1

UART_TX

Output

串口信号发送引脚

2

UART_RX

Input

串口信号接收引脚

3

NC

-

保留管脚，使用时悬空

4

NC

-

保留管脚，使用时悬空

5

RESETn

Input

模块硬复位

6

WAKE_UP

Input

外部唤醒（开漏上拉输入）

7

INFORM

Output

通知引脚，唤醒用户MCU（推挽上拉输出）

8

NC

-

保留管脚，使用时悬空

9

NC

-

保留管脚，使用时悬空

10

GND

Power

电源地

11

GND

Power

电源地

12

VCC

Power

电源输入引脚

13

ANT

RFInput/RFOutput

射频信号输入/输出

14

RFGND

RFGND

射频信号接地端

15

RFGND

RFGND

射频信号接地端

东信LoRaNode通信模块|数据手册

（5）电气特性

1．绝对最大额定值

符号

描述

最小值

最大值

单位

VDDmr

电源电压

-0.3

+3.9

V

Tmr

温度

-55

+115

℃

Tj

结温

+125

℃

Pmr

射频输入电平

+10

dBm

注意：

1.超过一个或多个绝对最大额定值的限制值可能会造成模块的永久性损坏。

2.本模块没有过电压或反向电压保护,电压尖峰必须被限制在指定值。

2．电气特性

条件：

除非另有说明,T=25°C,VCC=3.3V。

符号

描述

最小值

最大值

单位

VDDop

电源电压范围

+1.8

+3.7

V

Top

工作温度范围

-40

+85

℃

Clop

数字端口负载电容

-

25

pF

ML

射频输入电平

-

+10

dBm

东信LoRaNode通信模块|数据手册

3．功耗

条件：

除非另有说明,T=25°C,VCC=3.3V。

状态

条件

典型值

单位

睡眠状态

MCU睡眠，射频睡眠

12（1.8+11.2）

uA

运行状态

MCU运行，射频睡眠

10.2

mA

接收状态

MCU睡眠，射频处于接收状态

11.62

mA

发送状态

MCU睡眠，RFOP=+20dBm

125

mA

MCU睡眠，RFOP=+17dBm

90

mA

MCU睡眠，RFOP=+14dBm

44

mA

MCU睡眠，RFOP=+10dBm

31

mA

MCU睡眠，RFOP=+5dBm

25

mA

4．射频特性

条件：

除非另有说明,T=25°C,VCC=3.3V。

参数

典型值

单位

接收灵敏度@470MHz

-140

dBm

输出功率@470MHz

19

dBm

接收灵敏度@510MHz

-140

dBm

输出功率@510MHz

19

dBm

东信LoRaNode通信模块|数据手册

（6）功能概述

1．电源

由于模块为无线通讯射频模块，对高频干扰十分敏感，请确保电源电路的稳定性。

2．射频天线接口

模块提供I-PEX天线接口,用户可以通过U.FL射频连接器与模块前端的I-PEX天线接口相连。

用户亦可通过外置引脚连至PCB板，与PCB上的天线相连。

3．复位

模块在启动后会自动复位,也可以在任何需要的时间对其进行复位,具体方法是给RESETn管脚施加一个不少于100ms的低电平。

东信LoRaNode通信模块|数据手册

4．唤醒

通过给管脚施加10ms的低电平可以将LoRaNode从睡眠模式唤醒。

为了能有效对模块进行下一次唤醒,在唤醒模块之后需要将WAKE_UP管脚拉回到高电平。

注：

唤醒MCU需要一点时间，建议下降沿触发后，延迟10ms后再执行AT指令。

5．通知

当模块有数据要向用户MCU发送时，会提前发送一个10~12ms的低电平通知用户MCU，该引脚的上升沿一触发，便会开始发送数据。

东信LoRaNode通信模块|数据手册

6．通讯

模块提供一个UART接口。

用户通过该接口使用AT指令对模块进行操作。

串口默认参数如下：

波特率：

115200bps

数据位：

8位

校验位：

无

停止位：

1位

模块对应的AT指令集请参考《东信LoRaNode用户手册》

（7）参考设计

为了方便用户将模块集成进自己的应用中,我们提供一个典型的参考设计如图6-1所示。

注：

模块的射频接口已经匹配到50Ω，天线前的匹配电路用户可根据实际情况进行调整，若使用标准50Ω天线则可删掉该电路。

东信LoRaNode通信模块|数据手册

（8）封装信息

1．模块尺寸

LoRaNode的外观尺寸如图6-1所示，单位毫米（mm）。

2．推荐封装形式

用户通过模块前端的I-PEX接口与外部天线相连，根据不同封装，有2种形式可供选择。

）

3．典型回流焊曲线

注意：

焊接过程的质量取决于多个参数。

例如：

焊膏，载板的设计，以及加工条件等等

7、LORA通信模块的指令操作说明书

（1）AT命令概述

1．文档范围

本手册详细介绍了东信LoRaNode通信模块AT指令集。

2．惯例和术语缩写

模块

在本用户手册中，模块特指东信LoRaNodeECP-LMC-XXX通信模块

LoRaServer

与LoRa网关配套的服务器

LoRaNode

LoRa节点通信模块

DevAddr

设备地址

NwkSKey

网络会话密钥

AppSKey

应用会话密钥

DevEUI

设备ID

AppEUI

应用ID

AppKey

应用密钥

Class-A

双向传输终端

Class-B

划定接收时隙的双向传输终端

Class-C

最大化接收时隙的双向传输终端

CLass-X

Class-C的一种变种模式，为私有协议

ABP

ActivationbyPersonalization，个性化激活

OTAA

Over-the-AirActivation，空中激活

ADR

AdaptiveDataRate，速率自适应

SF

扩频因子，码片速率与标称符号速率之间的比值

Confirm

需要返回ACK确认的数据类型

UnConfirm

不需要返回ACK确认的数据类型

频点

同频率点，本文中指模块射频端的收/发频率

用户MCU

在使用自有主板连接模块时，安装在客户主板上的MCU

↙

本文中用该符号表示无法显示的回车换行

注意：

Class-A、Class-B、Class-C为LoRaWAN协议里面定义的三种工作模式，在介绍AT指令里会对这三种工作模式进行说明。

东信LoRaNode通信模块|用户使用手册

3．串口通讯参数

波特率：

115200bps

数据位：

8位

校验位：

无

停止位：

1位

4．AT指令语法

本手册中所有指令必须以“AT”作为开头，以回车换行（）作为结尾。

回应通常紧随命令之后，它的样式是“<响应内容><回车><新行>”。

其中回车换行（）在文中以“↙”表现。

5．AT指令分类

所有AT指令从语法上可以分为三类：

“短AT指令”，“设置AT指令”，“查询AT指令”。

分别介绍如下：

●短AT指令：

这类AT指令具有“AT”格式，其中“”是命令。

例如：

“ATV”，该命令用于获取模块版本信息。

●设置AT指令：

这类AT指令具有“AT+=”格式，其中“”是命令，“”是参数。

例如：

“AT+CONF=0”，该命令用于后续所有上行均为unconfirmed。

●查询AT指令：

这类AT指令具有“AT+=？

”格式，其中“”是命令，“？

”有表示查询的意思。

例如1：

“AT+DADR=？

”，该命令用于获取模块的地址。

东信LoRaNode通信模块|用户使用手册

6．回应代码说明

回应代码

代码含义

OK

正确回应命令

ER00

语法错误

ER01

参数错误

ER02

拒绝进入低功耗

ER03

模块未加入网络

ER04

发送忙

ER05

接收缓冲区无数据

ER06

Flash块错误

ER07

发送数据失败

ER08

配置拒绝

ER09

查询拒绝

ER10

指令不存在

ER11

LinkCheckReqMAC指令查询超时

ER12

发送Confirm数据后无ACK返回

ER13

已切换为ClassB运行

ER14

切换CLassB失败

ER15

条件不满足

ER16

OTAA入网失败

ER17

正在ADR切换，不允许发送

7．下行内容说明

下行内容

含义

Margin=GwCnt=

LinkCheckAnsMAC指令的内容

DATA=

收到的下行数据，xxx为十六进制的字符

Fpending

服务器仍有下行数据等待发送

SF:

节点已经Adr自适应成功，扩频因子改变，最大发送长度可能改变

WK

节点已经被成功唤醒

SleepModeReady

节点上电复位成功，当前模式为低功耗模式

WakeUpModeReady

节点上电复位成功，当前模式为常规模式

东信LoRaNode通信模块|用户使用手册

8．模块预置及预处理

模块已预置设备唯一识别码（DevEUI）和测试专用应用密钥（AppKey）、应用唯一识别码（AppEUI），与我司LoRaServer的测试专用应用“东信物联测试应用A”所设置的密钥和应用唯一识别码一致，模块在第一次上电运行时会自动启动入网流程，若入网成功则入网流程只会执行一次。

入网成功后会保存相关的信息和入网状态到EEPROM，模块之后的断电重启会以第一次入网成功保存的信息直接运行为入网状态。

在实际项目当中用户应该会有自己专属的应用，用户需要将模块加入到自己专属的应用平台中，详细步骤及说明请参考5.1重新入网示例。

9．注意事项

●用户可通过模块RESET引脚对模块进行硬件复位。

●为了实现低功耗，模块与用户MCU在常态下均应进入睡眠以降低功耗。

●模块进入睡眠后无法接收串口AT指令，可通过WAKE_UP引脚唤醒模块后再执行AT指令。

●部分涉及到无线通讯的AT指令的执行时间较长，所以回应返回延迟较大，当模块需要返回回应时，将提前10ms拉低INFORM引脚通知/唤醒用户MCU。

●目前模块仅支持Class-A、Class-C、Class-X模式，Class-B模式。

.

东信LoRaNode通信模块|用户使用手册

（2）短AT指令

阅读本章前，必须先阅读1.5.AT指令语法

1．模块版本号查询指令

命令语句

说明

参数

参数说明

ATV

获取模块基本信息

-

-

回应

ECP-LMC-001V1.0.0V1.1.0：

ECP-LMC-001：

模块型号，V1.0.0：

硬件版本，V1.1.0：

软件版本

范例

例1：

成功获取模块的基本信息

ATV↙

ECP-LMC-001V1.0.0V1.1.0↙

应用指南

该AT指令用于获取模块的基本信息，建议初次使用时使用该指令获取信息并与参考资料的版本信息进行对比，确保版本对应。

东信LoRaNode通信模块|用户使用手册

2．恢复出厂设置指令

命令语句

说明

参数

参数说明

ATR

恢复出厂设置

所有参数均恢复为出厂时的默认值

-

-

回应

OK：

恢复出厂设置成功

范例

例1：

成功恢复出厂设置

ATR↙

OK↙

应用指南

该AT指令用于恢复出厂设置，所有参数均恢复为出厂时的默认值。

包括联网所必须的参数值！

8、设置AT指令

（1）进入低功耗模式指令

命令语句

说明

参数

参数说明

AT+EL=

设置低功耗模式

<00>

低功耗

<01>

常规

回应

OK：

设置成功

ER01：

参数错误

ER08：

配置拒绝

范例

例1：

设置模块进入低功耗

AT+EL=0↙

OK↙

说明：

设置模块进入低功耗模式，模块在该状态下只能通过外部WAKE-UP引脚进行唤醒。

应用指南

待机状态下，模块的功耗十分的高，若追求低功耗，建议在模块在使用前执行对应的处理使之进入低功耗工作模式状态（整个产品的生命周期中可只配一次），以降低功耗。

模块的唤醒，通过WAKE_UP管脚施加不少于10ms的低电平，模块将从睡眠模式唤醒，唤醒后，节点每处理完一条AT指令，则会自动进入睡眠，下次再执行AT指令，则需重新唤醒。

若唤醒后1s内节点未收到任何AT指令，节点也会自动进入睡眠。

注：

所设置信息保存在模块中，断电不丢失。

东信LoRaNode通信模块|用户使用手册

（2）工作方式选择指令

命令语句

说明

参数

参数说明

AT+CLS=

设置模块工作方式

加入网络后不可配置

<00>

Class-A（默认）

<01>

Class-B（不支持）

<02>

Class-C

<03>

Class-X

回应

OK：

设置成功

ER01：

参数错误

ER08：

配置拒绝

范例

例1：

设置为Class-A工作方式

AT+CLS=00↙

OK↙

应用指南

Class-A的工作方式为模块长期处于睡眠状态。

可通过WakeUp引脚唤醒模块并通过其他指令进行数据发送，该工作方式为低功耗实现的最佳方式。

如非特殊需求，建议使用该模式。

Class-B的工作方式为模块长期处于睡眠状态，并定期唤醒模块打开接收窗口接收网关下发的通知，该模式用于对实时传输有要求的场合，由于大量占用传输通道，因此不建议使用。

Class-C的工作方式为模块长期处于接收状态，可实时接收并响应网关下发的通知/请求，但由于其长期打开接收窗口，其平均功耗达到10mA以上，仅适用于长期供电场合。

Class-X的工作方式为模块长期处于睡眠状态，定时每12秒唤醒模块打开接收窗口接收网关下发通知，该模式用于对实时传输有要求并且下行次数很少的场合，由于大量占用传输通道，谨慎使用。

该指令用于设置模块的工作方式，请用户根据自身的项目需求，选择合适的工作方式，并在模块激活网络前设置工作方式。

注：

所设置信息保存在模块中，断电不丢失。

东信LoRaNode通信模块|用户使用手册

（3）速率自适应设置指令

命令语句

说明

参数

参数说明

AT+ADR=

设置是否开启速率自适应

加入网络后不可配置

<00>

关闭速率自适应

<01>

开启速率自适应（默认）

回应

OK：

设置成功

ER01：

参数错误

ER08：

配置拒绝

范例

例1：

关闭速率自适应

AT+ADR=00↙

OK↙

例2：

打开速率自适应

AT+ADR=01↙

OK↙

应用指南

当打开速率自适应时，模块会自动根据模块当前的通信质量来选择合适的通讯速率（更改扩频因子）和发射功率，以达到减少模块通信时长、降低功耗、增加网络容量的目的。

注：

所设置信息保存在模块中，断电不丢失。

东信LoRaNode通信模块|用户使用手册

（4）通信速率设置指令

命令语句

说明

参数

参数说明

AT+DR=

设置通信速率

<00>~<05>

分别对应着不同的扩频因子

对应关系见下表

参数值

<00>

<01>

<02>

<03>

<04>

<05>

扩频因子

SF12

SF11

SF10

SF9

SF8

SF7

注：

SF12表示扩频因子为12，如此类推，扩频因子越大，通信速率越慢，即发送同样的数据所需时间越长。

SF12通信速率最慢，SF7通信速率最快。

回应

OK：

通信速率设置成功

ER01：

参数错误

ER08：

配置拒绝

范例

例1：

设置通信速率为最慢（SF12）

AT+DR=00↙

OK↙

例2：

设置通信速率为最快（SF7）

AT+DR=05↙

OK↙

应用指南

当关闭速率自适应时，用户可根据实际的环境情况设置一个固定的通讯速率。

应在保证通信质量的前提下，尽可能的提高通信速率，达到减少通信时长、降低功耗、增加网络容量的目的。

注：

所设置信息保存在模块中，断电不丢失。

东信LoRaNode通信模块|用户使用手册

（5）发送功率设置指令

命令语句

说明

参数

参数说明

AT+TXP=

设置发送功率

<00>~<07>

分别对应着不同的发射功率

对应关系见下表

参数值

<00>

<01>

<02>

<03>

<04>

<05>

<0