一. Introducción del producto del módulo lora
El módulo lora de la serie E28-2G4M20S es un módulo transceptor de radiofrecuencia de 2,4 GHz diseñado y producido por Ebyte. El módulo lora tiene las características de larga distancia de comunicación, consumo de energía extremadamente bajo en modo de bajo consumo y está equipado con un alto rendimiento. Antena integrada en PCB.
1. productos del módulo lora
El módulo lora de la serie E28-2G4M20S utiliza el chip de radiofrecuencia SX1280 de Semtech. El chip contiene múltiples capas físicas y múltiples métodos de modulación, como LORA, FLRC, GFSK, etc. El método especial de modulación y procesamiento aumenta en gran medida la distancia de transmisión de la modulación LORA y FLRC. Es un transceptor inalámbrico IoT de alto rendimiento compatible con el protocolo Bluetooth. El excelente rendimiento de bajo consumo de energía, DC-DC en chip y tiempo de vuelo permiten que este chip se utilice de manera efectiva en hogares inteligentes, sistemas de seguridad, seguimiento de ubicación, alcance inalámbrico, dispositivos portátiles, pulseras inteligentes y gestión de la salud, etc. SX1280 admite RSSI y los usuarios pueden implementar un desarrollo secundario en profundidad según sea necesario; SX1280 también integra Time-of-flight, que puede realizar mediciones de distancia.
2. Características del módulo LoRa
Se utiliza el chip de radiofrecuencia SX1280 de Semtech. El chip contiene múltiples capas físicas y múltiples métodos de modulación, como LoRa, FLRC y GFSK. Los métodos especiales de modulación y procesamiento aumentan en gran medida la distancia de transmisión de la modulación LoRa y FLRC; el módulo LoRa es un transceptor inalámbrico IoT de alto rendimiento compatible con el protocolo Bluetooth.
二. Principio de alcance TOF
Presentemos brevemente el método de medición TOF (tiempo de vuelo):
El método de medición TOF es una tecnología de medición de alcance bidireccional que utiliza el tiempo de vuelo de la señal de datos entre un par de transceptores para medir la distancia entre dos puntos. El intervalo de tiempo entre el transmisor que envía la señal de datos y la recepción de la señal de respuesta del extremo receptor se marca como Tt, y el intervalo de tiempo entre el extremo receptor que recibe la señal de datos del extremo transmisor y la señal de respuesta se marca como Tr, como se muestra en la figura abajo. El tiempo de vuelo unidireccional entre un par de transceptores es Tf=(Tt-Tr)/2, y la distancia entre dos puntos es d=c*Tf, donde c representa la velocidad de propagación de la onda electromagnética.
Figura 1 Método de medición del tiempo de vuelo
三. Explicación detallada de la función de alcance del módulo SX1280
1. Explicación detallada del principio de alcance del módulo SX1280
La funcionalidad de alcance del SX1280 se basa en medir el tiempo de vuelo de ida y vuelta entre un par de transceptores SX1280. Este proceso utiliza el esquema de modulación LoRa, lo que permite aprovechar todas las ventajas del funcionamiento de largo alcance y bajo consumo de LoRa. La operación de alcance básica se muestra en la siguiente figura:
Figura 2 Principio de alcance del SX1280
2. El SX1280 actúa como dispositivo maestro, envía una solicitud de alcance y comienza a realizar el alcance. Las solicitudes de rango se envían a otro SX1280 (que debe configurarse en modo esclavo), que acepta solicitudes de rango entrantes en cualquier momento. Cuando el dispositivo maestro envía una solicitud de alcance, también inicia un temporizador interno que se utiliza como temporizador de alcance.
La máquina esclava recibe la solicitud de alcance y procesará la solicitud de alcance entrante de forma sincrónica. El esclavo no necesita saber cuándo se envía la solicitud de rango, pero el maestro necesita saber el tiempo de procesamiento durante el proceso de sincronización del esclavo (el siguiente es el tiempo de procesamiento en la respuesta de rango enviada por el esclavo, este tiempo de procesamiento debe ser eliminado del cálculo de la distancia final). Las máquinas maestra y esclava no comparten el mismo temporizador, sino tiempo de forma independiente.
Finalmente, la máquina esclava envía la respuesta de alcance síncrona a la máquina maestra. Después de recibir la respuesta de alcance, la máquina maestra infiere basándose en el tiempo transcurrido, es decir, el tiempo requerido para que la onda electromagnética se propague desde la máquina maestra a la máquina. máquina esclava nuevamente, y el tiempo del proceso de sincronización El tiempo de ida y vuelta del vuelo, infiriendo así la distancia.
四. Análisis de problemas comunes de alcance TOF
Las siguientes son algunas operaciones que pueden causar errores de medición durante el proceso de medición del SX1280:
Como vimos anteriormente, el host del proceso de medición de distancia genera un temporizador interno que se utiliza para calcular el tiempo de vuelo (TOF) de la señal de medición de distancia. Cuando un esclavo sincroniza una solicitud de alcance, hay un retraso conocido (tiempo de procesamiento). Si la frecuencia del reloj del esclavo es diferente de la frecuencia del reloj maestro, los datos en el proceso de cálculo serán inexactos, lo que dará como resultado un desplazamiento de distancia. Esta fuente de error se llama error de frecuencia.
Cuando las señales de alcance se modulan y transmiten a través de señales digitales y analógicas, existe un cierto error de retraso (o distancia) en la transmisión y recepción de la radio. Generalmente, este retraso puede considerarse inevitable, lo que significa que es necesario realizar alguna compensación por este retraso en el cálculo.
Otra fuente similar de error de medición es el retraso de la antena, que es el retraso de la señal transmitida (o recibida) por la antena. Además, este retraso puede no ser uniforme porque el retraso producido en una dirección de radiación puede ser diferente del retraso en otra dirección.
Multipath se refiere al fenómeno de múltiples reflexiones y difracción de una señal transmitida desde el transmisor al receptor. Este efecto se vuelve severo cuando hay obstáculos entre el transmisor y el receptor.
En resumen, basándonos en la división de varias fuentes de error, podemos concluir que existen dos categorías principales de fuentes de error:
1. Para reparar las desviaciones causadas por varios retrasos específicos, debemos otorgar una compensación específica.
2. Debido a desviaciones causadas por variables desconocidas, el maestro y el esclavo deben corregirse de acuerdo con la situación real.
Lo anterior presenta principalmente los principios y precauciones del rango. A continuación se presentan algunas aplicaciones de rango y posicionamiento del módulo E28:
五. Casos de aplicación de posicionamiento y alcance del módulo lora de la serie E28
El módulo de alcance y posicionamiento E28 no requiere tecnología de posicionamiento GPS. Puede ser el más pequeño en tamaño y tener el menor consumo de energía. Puede usarse en diversas industrias y campos como almacenamiento y logística, cría de animales y construcción.
1. Caso de ganadería
En la actualidad, la cría de ganado vacuno y ovino depende principalmente del cuidado manual, y los costos de mano de obra son altos y no se encuentran bovinos y ovinos, y algunas soluciones de posicionamiento GPS + GPRS se pierden en diversos grados cada año; tienen una duración corta de la batería.
Aplique la función de alcance y posicionamiento del módulo E28 a la cría de animales para formar un sistema de posicionamiento de ganado vacuno y ovino. El sistema de posicionamiento de ganado vacuno y ovino consta principalmente del módulo de posicionamiento E28, la puerta de enlace E28 y la plataforma de gestión de ganado. El módulo de posicionamiento E28 se utiliza principalmente para correspondencia uno a uno con uso de ganado vacuno y ovino. Hay varias puertas de enlace E28 para elegir, que pueden satisfacer las necesidades de grandes granjas. El módulo de posicionamiento E28 envía periódicamente paquetes de datos a múltiples puertas de enlace E28, y las puertas de enlace E28 transmiten estos datos a la plataforma de gestión ganadera. La plataforma de gestión ganadera procesa y analiza estos datos mediante algoritmos y puede ver la ubicación específica y el estado de salud del ganado vacuno y ovino. Cuando el ganado vacuno u ovino se enferma, el personal puede acudir rápidamente a la ubicación del ganado vacuno y ovino para su rescate y tratamiento.
Esta solución de posicionamiento es de bajo costo y bajo consumo de energía (funciona con baterías), lo que la convierte en una solución de posicionamiento ideal para ganado.
2. Caso de gestión de almacén
Los almacenes modernos se han convertido en el centro logístico de las empresas. Su función no es solo el almacenamiento, sino también la circulación de materiales. Por lo tanto, cómo utilizar tecnologías modernas como la tecnología de la información y la automatización para mejorar la velocidad y la eficiencia de las operaciones de almacenamiento se ha convertido en el centro logístico de las empresas. foco de atención de las personas.
En las operaciones de almacenamiento, los montacargas son la herramienta principal para las operaciones de manipulación de carga. Necesitan localizar rápidamente la ubicación de las mercancías durante la operación y devolver rápidamente la información de la operación. El montacargas también puede formar un sistema de posicionamiento de almacenamiento inteligente con el almacén para realizar la función de navegación de la ruta del montacargas y el sistema de posicionamiento en tiempo real del montacargas (posicionamiento de carga).
Los módulos lora de la serie E28 pueden satisfacer las necesidades de posicionamiento de los sistemas de almacenamiento y formar un sistema de posicionamiento en tiempo real de bajo costo y bajo consumo.