基于Semtech SX1276RF1KAS SPI模組及ATMEGA328架構(gòu)下之煙霧氣體感測(cè)方案

解決問題一(如何減少硬體成本及功耗):

在初接觸LoRa模組的人中有需多會(huì)先使用既有廠商開發(fā)的UART模組，其原因是可以加快開發(fā)時(shí)間及人力成本。但其中會(huì)碰到兩個(gè)問題為UART模組中必定有一顆微處理器MCU，而外部也必須再外接一顆MCU來處理系統(tǒng)流程如下圖。

當(dāng)使用兩個(gè)MCU時(shí)就必須考慮到多一顆MCU就是多一個(gè)價(jià)格成本，除此之外還有多一個(gè)功率消耗。當(dāng)然曾經(jīng)有廠商開發(fā)可以在其模組可開發(fā)自有程式的產(chǎn)品，但是因?yàn)槠湫枰^大的技術(shù)支援所以會(huì)有最小采購(gòu)需要MOQ的限制或是NRE工程費(fèi)用的產(chǎn)生。此次方案我們就是介紹如何自行使用ATMEGA328來處理感測(cè)器的信號(hào)后將其資料由SX1276傳送出去及接收。如此可讓使用LoRa的工程師有另一個(gè)選擇。

解決問題二(使用LoRa改善傳輸技術(shù)改善通訊能力):

對(duì)于大樓建筑、工廠或是農(nóng)場(chǎng)以至于如歐美之家庭之安全需求是一大需求，對(duì)于此類安防之系統(tǒng)架構(gòu)一般都是使用實(shí)體有線、FSK(頻率偏移調(diào)變)、Zigbee、Bluetooth或是Wifi等傳輸模式來做為通訊方式。但這些通訊方式或多或少都有其先天的限制，下面為我約略做的整理比較表

依上表來看，如果我們要在此等警告系統(tǒng)中使用上列技術(shù)的話會(huì)有點(diǎn)挑戰(zhàn)性。所以我們以本方案來提出使用LoRa方式來解決如下問題

距離: LoRa 可提供高至-148 dB 的感度，可提供長(zhǎng)距離及高穿透性的應(yīng)用。

抗干擾: 使用展頻技術(shù)可提供高抗雜訊。

省電: 低至0.1uA之耗電可提供長(zhǎng)時(shí)間不需更換電池使用。

方案特色說明

本方案之特色為提供LoRa開發(fā)人員除了在使用市場(chǎng)現(xiàn)有已經(jīng)內(nèi)含LoRa協(xié)議的模組外有另一個(gè)選擇! 可以在ATMEGA328 MCU上同時(shí)有自己的應(yīng)用程式及LoRa協(xié)議，這個(gè)特色可以使產(chǎn)品可以降低成本和減少電池功耗及增加待機(jī)和工作的時(shí)間的優(yōu)勢(shì)。

工作原理描述說明

在此方案中我們是以Semtech出品的SX1276RF1KAS模組來當(dāng)SPI模組的范例，其相同的模組在市面上有許多公司在生產(chǎn)銷售。我們這里就是使用該模組再加上廣為使用在Arduino開發(fā)環(huán)境上的Atmega328來示范。我們先使用Arduino 來連接SX1276 的SPI界面、Reset、DIO0和電源接腳，之后再在主程式中呼叫程式庫(kù)來執(zhí)行SX1276參數(shù)設(shè)定及傳送接收功能。

方案來源于大大通