一、lora转4G网关方案简介:
lora转4G网关解决了物联网技术中长距离的要求,被广泛运用到各种各样行业之中,通信网络成本费极低,另外适用窄带传输数据,安全系数高。应用的地方也是非常的广泛,例如企业、大型工厂、智慧农业、远程抄表、智慧井盖、管廊、办公楼、智能巡检、智能家居、智慧灯杆、智慧供热等等。
二、lora转4G网关方案的硬件设计分享
1.硬件功能概述
奇迹的 AP6000E_AM430EV5 Lora 网关 MQTT 版本,乃是奇迹 lora 网关系列中的一个版本。它支持 lora 转 4G,支持 5×6 贴片卡/外置 SIM 卡/全网通卡,支持北斗/GPS 定位,支持卡jz定位,内嵌看门狗,掉线能自动恢复。具备标准工业 RS232/485 接口,能够支持 6 - 20V 的宽电压输入。
Lora 网关 MQTT版本为用户供应标准固件以及对应的源码,还有对应的 Lora 转 MQTT通讯、GNSS、AT 指令配置等功能的操作例程。
2.产品硬件定义
2.1 系统框图:
2.2 HaaS框图:
AM430EV5系列SOM板:
AM430EV5 SOM板4(5*6卡/GNSS)Haas框图
AM430EV5 SOM板5(全网通卡/GNSS)Haas框图
AM430EV5 SOM板6(插拔卡/GNSS)Haas框图
lora SOM板:
REV1主板Haas框图
2.3 SCH原理图拆解分析:
AM430EV5系列SOM板SCH:
Lora SOM板SCH:
REV1主板SCH:
三、lora转4G网关方案的软件设计分享
1.软件功能概述
Lora网关是一款多功能 LoRa网关,支持主机轮询和从机主动上报两种软件工作模式。
功能概述:
网络通讯功能:为了实现远程控制中心对终端测控单元的控制,首先应该具备联网的能力,通过网络将两者连接起来。实现了网络通讯,就要考虑网络稳定的问题,如果不稳定,需要实现断线重连等。服务器确定设备目前在线
参数配置功能:网络通讯可以选择TCP,MQTT等协议。连接TCP服务器,需要配置TCP服务器地址,端口号等参数;连接MQTT服务器需要配置鉴权信息,订阅和发布的Topic等参数。此外,其它复杂功能,也会涉及到一些参数的配置。
网络参数配置功能:上述功能实现后,可以考虑后期维护过程中,当产品现场维护不方便,使用网络对其进行配置的方式。配置的方式可以选择多种形式,可以将上面的指令稍微改,也可以另外写一份协议。
心跳功能:当产品和远程服务器建立连接后,服务器判断设备是否在线,需要RTU定时发送一串数据给服务器,用通信来确认产品在线。
远程控制功能:依托上述功能的实现,可以轻松地制定一些协议,远程服务器通过下发对应的协议,进行配置等。
主动轮询功能:主机按照配置的时间,逐一发送、信息,询问从机设备
从机主动上报功能:从机上电后,会主动和主机进行通信,获取主机下发的上报设备,适用于低功耗场景。
2.软件功能定义
2.1 软件实现功能:
AT指令配置设备运行参数,包括:服务器连接IP、端口号;心跳包开启/关闭;心跳包内容;注册包模式;注册包内容。以及复位和查询相关配置参数指令。
可随时选择进入、退出透传模式
心跳保持功能,心跳间隔可配置
网络重连功能
理论上可以发送无限长度数据包
波特率固定为115200,可以根据客户需求定制
网络AT指令和JSON协议配置功能,可以通过服务器下发远程AT指令配置
支持远程升级
支持主机轮询和从机主动上报功能
2.2 软件功能模块分析:
按照上面的分析,开发的过程就是实现一个个组件,几个组件完成一个模块,几个模块完成一个项目的开发。
开发过程会从核心组件验证,完整代码详解,调试三个章节来讲,如何使用服务层API或应用层组件中的代码实现组件和模块,从而完成整个项目。
2.3 软件流程图:
3.基开发豆平台开发分析
我们的目的是做一款MQTT通信的Lora网关,Lora网关应该具有的的功能,代码可以分为:数据存储模块,AT指令模块,切卡模块,透传模式切换模块,MQTT模块,心跳模块,掉线重连模块,主动上报模块,主机轮询模块。
模块是根据相似的功能,把对应的代码放到同一个源文件中。每个功能算作一个组件,不同组件组合以来,构成了模块的主要功能。
上述模块功能大致是按照依赖顺序来的,下面的模块实现可能要基于上面的组件。
AT指令模块
心跳模块
MQTT网络模块
网络AT模块
主任务模块
升级模块
IO模块
文件模块
JSON协议模块
Lora通信模块
四、Lora转4G网关方案成果展示
1.SCH的讲解和Geber文件资料
2.Datasheet
3.AT指令手册
4.产品BOM
5.固件下载链接
五、如何了解更多lora转4G网关方案
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