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MDK 工程

在 Project 目录下,I-CUBE-LRWAN 提供了基于 B-L072Z-LRWAN1 、 NUCLEO-L053R8 、 NUCLEO-L073RZ 、 NUCLEO-L152RE 以及 NUCLEO-L476RG 等开发板的 LoRaWAN 工程文件。可以在对应目录下,更具自己习惯的开发环境打开对应的工程就可以对工程进行编译构建。对刚上手 LoRaWAN 开发的人来说非常方便就能使用对应的开发板来验证相关的功能。

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I-CUBE-LRWAN

I-CUBE-LRWAN 是 ST 官方为帮助开发者快速开发 LoRaWAN 节点应用,推出的一组软件包。I-CUBE-LRWAN 支持 SX1276MB1MAS, SX1276MB1LAS, SX1272MB2DAS, SX1262DVK1DAS, SX1262DVK1CAS, SX1262DVK1BAS 等 lora 收发芯片,并且给出了这些芯片分别在 NUCLEO-L053R8, NUCLEO-L152RE, NUCLEO-L476RG 和 B-L072Z-LPWAN1 开发板上的例程用于学习。

I-CUBE-LRWAN 具有如下的特点:

  • 兼容 LoRaWAN V1.0.3 标准;
  • 支持 A、B、C 类 LoRaWAN 协议;
  • 符合欧盟 868 MHz ISM 频段 ETSI(欧洲电信标准协会)标准;
  • 符合欧盟 433 MHz ISM 频段 ETSI(欧洲电信标准协会)标准;
  • 符合美国 915 MHz ISM 频段 FCC(联邦通信委员会)标准;
  • 支持 OTAA(无线激活)或者 ABP(手动激活) 的方式激活终端设备;
  • 自适应传输速率;
  • 包括用于认证测试的 LoRaWAN® 测试应用程序;
  • 低功耗优化;
  • 兼容 STM32 的各产品线;
  • 集成安全组件;
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LoRaWAN 的地区信道划分

LoRaWAN 的底层传输依靠 LoRa 无线调制技术。在各个国家及地区对无线电的使用都有不同的使用规划。例如:在中国,拥有业余无线电执照的电台可以使用144-148MHz、430-440MHz的频段开展业余无线电的业务。所以,在不同地区使用 LoRaWAN 的时候,需要清楚的了解各国家和地区对 LoRaWAN 的频段使用的划分情况。

以下是几个典型国家和地区的 LoRaWAN 频段使用参数:

地区名称 使用频段 频段方案
中国 779-787 MHz CN779-787
中国 470-510 MHz CN470-510
欧洲 863-870 MHz EU863-870
美国 902-928 MHz US902-928
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LoRaWAN 设备类型

LoRaWAN链接层标准将 LoRaWAN 的终端设备分成了 3 中类型,分别是 Class A、Class B、Class C。三种类型的设备分别适合在不同的应用场景来使用。

  • Class A:允许设备节点和网关之间进行双向通信的设备。在终端节点的上行数据传输完毕之后,会有两个时间比较短的下行接收窗口期。Class A 类的终端是三类终端中功率最低的设备。
  • Class B:在兼容 Class A 设备的通信形式的基础上,Class B类的终端能够在预定的时间打开一个接收窗口用于接收服务器下发的消息。由于这类设备需要在预定的时间打开接收窗口,因此这类设备都需要从 LoRaWAN 的网关接收一个用于时间同步的信标,来确定这类设备是否仍然在线。
  • Class C:持续与网关进行交互,接收窗口一直打开。这类终端设备的功耗比前两类的功耗都要高,但是因为接收窗口一直打开,所以通信延迟是三类设备中最低的。
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做嵌入式软件开发有一段时间了,最近看了些资料,才发现 CMSIS DAP 可以自己做,所以下定决心,做一个自己的 CMSIS DAP 来玩玩。

CMSIS DAP 是 CMSIS 的一个组件包。CMSIS 包括了非常多的东西,以前用 STM32 做开发的时候,只知道 CMSIS 定义了 Cotrex-M 内核的一些公共接口,没想到经过这些年的发展,CMSIS 已经发展出了更多的功能了。

CMSIS 简介

CMSIS 是由 ARM 公司设计的一个框架。它包含了很多工具和框架,主要的目的是让开发者在使用 ARM 内核的芯片做开发更方便,产品迭代速度更快捷。CMSIS 提供了通用的接口用来调用各种芯片的外围设备、中间件和嵌入式实时操作系统。

通俗的理解就是,ARM 公司和各个芯片厂商合作,实现了一套 C/C++ 的接口来统一各芯片厂商提供的芯片 SDK,从而方便芯片用户在开发时候的代码调用。类似于在 C 语言中,用户使用标准库来对计算机的各种设备进行操作,从而不用关心计算机底层的具体运行情况。

CMSIS 的标准,我觉得最大的好处是使得嵌入式软件开发时的软件架构更灵活,可以非常方便的适配相同内核,不同厂商的芯片。

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大事回顾

  • 1月:回绝了华为 HR 的面试邀请,接触了几个异性朋友,怀疑自己没办法进入一段亲密关系。
  • 2月:过完春节,提交了蓝天救援队的报名表。
  • 3月:读完了《百年孤独》很喜欢,加入了独立开发者的社区,同时也研究了一下数字货币。
  • 4月:因为成为了救援队的志愿者,开始健身,同时跟喜欢的女孩表白,被拒绝了。
  • 5月:参加救援队的培训,小贾结婚了,春雨结婚了。
  • 6月:带父母去体检,继续参加救援队的培训,看阿里云的服务器便宜,就买了3年的,拿到了纸质的 PMP 证书。
  • 7月:体验了女性分娩时候有多痛,参加了朋友的婚礼,雷子单位搬到我单位附近,一起约了健身。
  • 8月:向师姐咨询了成立工作室需要注意的问题。
  • 9月:体验了 solo 露营,30 岁生日那天机缘巧合和喜欢的女孩约上了饭。
  • 10月:高中同学意外去世,对自己影响蛮大的,心情很差,人很丧的一个月。觉得自己应该再勇敢些去体会生活。
  • 11月:单位体检,身体指标又不好了,换了新眼镜,也换了新的心情。
  • 12月:小时候亲手抱过的表妹结婚了,拒了一个远程工作,开始学投资理财。
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LoRaWAN 整体概览

LoRaWAN 协议层次

LoRaWAN 是定义在 LoRa 无线调制技术上的一整套通信协议,类似 TCP/IP 协议。LoRaWAN 整个协议的架构图分为几层:

  • 绿色的 Application 层是给用户提供数据使用的,主要由用户自己根据需求来进行开发就好。
  • 蓝色的 MAC 层是 LoRa 的链接层协议,更详细的内容在 LoRaWAN 标准中可以查看。
  • 棕色的 LoRa Modulation 对应 OSI 的物理层协议,在具体的应用中,其实就是指 sx127x 或 sx126x 芯片内部实现的无线调制技术。
  • 灰色部分的存在是因为 LoRa 是一种无线调制技术,信号的传输是依靠无线电波。但无线电波其实是一种公共资源,理论上说只要拥有无线电收发器,就能通过收发器发送无线电信号。如果大家都毫无规则向外界发送无线电信号不形成统一的标准的话,无线电的使用就非常混乱。所以,根据不同地区的不同要求,国际电信联盟(ITU)就根据各个地区自己的特点将无线电不同的频段规划来做不同的事情,让无线电的利用得以规范。比如:中国的无线电管理部门就酱 144-148MHz 和 430-440MHz 的频段规划给了业余无线电业务,让业余无线电爱好者做技术交流使用。
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LoRa® 技术简介

LoRa®是一种用于创建远程通信链路的物理层无线调制技术,它拥有通信距离长、功耗低、易部署的优点。

LoRa® 一词取自英文的 Long Range 两个单词的首字母 Lo 和 Ra,代表的是远距离的意思。LoRa® 原本是一种线性调频扩频的物理层调制技术,最早是由法国几位年轻人创立的一家创业公司 Cycleo 提出,2012 年 Semtech 收购了这家公司,将这一调制技术实现到芯片中,并取名“LoRa®”。

甘泉LoRa物联网通信技术

传统的无线通信时,采用的调制技术有三种基本形式:振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。LoRa® 基于 chirp 调制解调技术,它保持与 FSK 调制相同的低功率特性,增加了通信范围。

总的来说,LoRa® 和 FSK 都是在无线通信的时候使用的一种调制解调技术方案。作为刚接触到 LoRa® 的小白,明确调制解调技术方案这个概念,我觉得是非常有必要的。

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平滑异同移动平均线

MACD是查拉尔·阿佩尔(Geral Appel)于 1979 年提出的,由一快及一慢指数移动平均(EMA)之间的差计算出来。“快”指短时期的EMA,而“慢”则指长时期的EMA,最常用的是12及26日EMA:

  • DIF(蓝线): 计算12天平均和26天平均的差
  • Signal(DEM或DEA或MACD) (红线): 计算macd9天均值
  • Histogram (柱): 计算macd与signal的差值
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