Tutorial:LoRa - Revision history

Zhiwei at 07:52, 14 April 2020

2020-04-14T07:52:02Z

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Line 1:		Line 1:
	This page shows the tutorial for LoRa experiments.		This page shows the tutorial for LoRa experiments.
			===LoRa basics===
	===Platform and programming environments===		===Platform and programming environments===
	===Arduino + Lora===		===Arduino + Lora===

Yangxuan: /* Change lora parameters online */

2019-09-26T08:46:58Z

Change lora parameters online

← Older revision		Revision as of 08:46, 26 September 2019
Line 285:		Line 285:
	resetFunc(); //将修改的参数写入了EEPROM，然后重置。		resetFunc(); //将修改的参数写入了EEPROM，然后重置。
	}		}

			**'''Server'''
			#include <SPI.h>
			#include <RH_RF95.h>

			RH_RF95 rf95;
			float frequency = 433.0;
			bool send_flag;

			void setup()
			{
			Serial.begin(9600);
			while (!Serial) ; // Wait for serial port to be available
			Serial.println("Start Sketch");
			if (!rf95.init())
			Serial.println("init failed");
			send_flag = false;//初始设置为0，如果要发送修改参数，就将flag设置为1
			rf95.setFrequency(frequency);
			rf95.setTxPower(20);
			rf95.setSpreadingFactor(8);
			rf95.setSignalBandwidth(125000);
			rf95.setCodingRate4(5);
			// Defaults BW Bw = 125 kHz, Cr = 4/5, Sf = 128chips/symbol, CRC on
			Serial.print("Listening on frequency: ");
			Serial.println(frequency);
			}

			void loop()
			{
			if (rf95.available())
			{
			uint8_t buf[RH_RF95_MAX_MESSAGE_LEN];
			uint8_t len = sizeof(buf);
			if (rf95.recv(buf, &len))
			{
			Serial.print("got request,");
			Serial.print((char*)buf);
			Serial.print("RSSI,");
			Serial.print(rf95.lastRssi(), DEC);
			Serial.print(",");
			Serial.print("SNR,");
			Serial.println(rf95.lastSNR(), DEC);
			}
			else
			{
			Serial.println("recv failed");
			}
			}
			if(send_flag == true)
			{
			send_flag = false;//如果手动修改了flag为1，则说明要发送命令了
			uint8_t data[] = "Reset,16,8,6,"; //要发送的参数
			rf95.send(data, sizeof(data));
			rf95.waitPacketSent();
			Serial.println("Sent a commamd");
			}
			}

	===Sensory data measurement===		===Sensory data measurement===

	===Data collection via USB cables===		===Data collection via USB cables===

Yangxuan: /* Change lora parameters online */

2019-09-26T08:40:36Z

Change lora parameters online

← Older revision		Revision as of 08:40, 26 September 2019
Line 147:		Line 147:
	int SpreadingFactor;		int SpreadingFactor;
	int CodingRate4;		int CodingRate4;
	const unsigned int Buffer_len = 15;//接收要修改的参数的长度："Reset,传输功率,扩频因子,码率," ~~//规定格式，网关按照这样的格式发命令给节点~~		const unsigned int Buffer_len = 15;//接收要修改的参数的长度："Reset,传输功率,扩频因子,码率," 。网关按照这样的格式发命令给节点
	struct		struct
	{		{

Yangxuan: /* Change lora parameters online */

2019-09-26T08:12:49Z

Change lora parameters online

← Older revision		Revision as of 08:12, 26 September 2019
Line 139:		Line 139:
	#include <SPI.h>		#include <SPI.h>
	#include <RH_RF95.h>		#include <RH_RF95.h>
	#include <EEPROM.h>		#include <EEPROM.h> //需要用到EEPROM

	void(*resetFunc)(void) = 0;		void(*resetFunc)(void) = 0; //将函数入口设为0，
	RH_RF95 rf95;		RH_RF95 rf95;
	float frequency = 433.0;		float frequency = 433.0;
Line 147:		Line 147:
	int SpreadingFactor;		int SpreadingFactor;
	int CodingRate4;		int CodingRate4;
	const unsigned int Buffer_len = 15;//接收要修改的参数的长度："Reset,传输功率,扩频因子,码率,"		const unsigned int Buffer_len = 15;//接收要修改的参数的长度："Reset,传输功率,扩频因子,码率," //规定格式，网关按照这样的格式发命令给节点
	struct		struct
	{		{
Line 156:		Line 156:
	char SpreadingFactor[3]; //扩频因子 7-12		char SpreadingFactor[3]; //扩频因子 7-12
	char CodingRate4[2]; //码率5-8		char CodingRate4[2]; //码率5-8
	} Command;		} Command;

	void setup() //初始化内容		void setup() //初始化内容
Line 167:		Line 167:
	Serial.println("init failed");		Serial.println("init failed");
	TxPower = EEPROM.read(0); //先读取传输功率，来判断是否写入过参数		TxPower = EEPROM.read(0); //先读取传输功率，来判断是否写入过参数
	if (TxPower == 0\|\|TxPower == 255) //~~如果还没有写入~~		if (TxPower == 0\|\|TxPower == 255) //如果还没有写入，设置默认的通信参数
	{		{
	TxPower = 20; //初始化传输功率为13		TxPower = 20; //初始化传输功率为13
Line 214:		Line 214:
	Serial.print("got reply: ");		Serial.print("got reply: ");
	Serial.println((char*)buf);		Serial.println((char*)buf);
	if(buf[0] == 'R') //Reset,		if(buf[0] == 'R') //Reset
	{		{
	memcpy(Command.Buffer, buf, Buffer_len);//将lora传过来的数据拷贝到结构体buffer里面，15位		memcpy(Command.Buffer, buf, Buffer_len);//将lora传过来的数据拷贝到结构体buffer里面，15位

Yangxuan: /* Change lora parameters online */

2019-09-26T07:57:33Z

Change lora parameters online

← Older revision		Revision as of 07:57, 26 September 2019
Line 136:		Line 136:
	*下面例程代码：		*下面例程代码：
	**'''Client'''		**'''Client'''
	~~#include <SPI.h>~~
	~~#include <RH_RF95.h>~~
	~~#include <EEPROM.h>~~
	~~//#include <stdlib.h>~~

	void(*resetFunc)(void) = 0;		#include <SPI.h>
	RH_RF95 rf95;		#include <RH_RF95.h>
	float frequency = 433.0;		#include <EEPROM.h>
	int TxPower;
	int SpreadingFactor;		void(*resetFunc)(void) = 0;
	int CodingRate4;		RH_RF95 rf95;
	const unsigned int Buffer_len = 15;//接收要修改的参数的长度："Reset,传输功率,扩频因子,码率,"		float frequency = 433.0;
	struct		int TxPower;
	{		int SpreadingFactor;
			int CodingRate4;
			const unsigned int Buffer_len = 15;//接收要修改的参数的长度："Reset,传输功率,扩频因子,码率,"
			struct
			{
	char Buffer[Buffer_len];		char Buffer[Buffer_len];
	bool isGetCommand; //是否获取到command数据		bool isGetCommand; //是否获取到command数据
Line 156:		Line 156:
	char SpreadingFactor[3]; //扩频因子 7-12		char SpreadingFactor[3]; //扩频因子 7-12
	char CodingRate4[2]; //码率5-8		char CodingRate4[2]; //码率5-8
	} Command;		} Command;

	void setup() //初始化内容		void setup() //初始化内容
	{		{
	Serial.begin(9600); //定义波特率9600		Serial.begin(9600); //定义波特率9600
	Serial.println("Wating...");		Serial.println("Wating...");

	Command.isGetCommand = false;		Command.isGetCommand = false;
	Command.isParseData = false;		Command.isParseData = false;

	if (!rf95.init())		if (!rf95.init())
	Serial.println("init failed");		Serial.println("init failed");

	TxPower = EEPROM.read(0); //先读取传输功率，来判断是否写入过参数		TxPower = EEPROM.read(0); //先读取传输功率，来判断是否写入过参数
	if (TxPower == 0\|\|TxPower == 255) //如果还没有写入		if (TxPower == 0\|\|TxPower == 255) //如果还没有写入
Line 181:		Line 178:
	CodingRate4 = EEPROM.read(2);		CodingRate4 = EEPROM.read(2);
	}		}

	rf95.setFrequency(frequency);		rf95.setFrequency(frequency);

	~~// Setup Power,dBm~~
	rf95.setTxPower(TxPower);		rf95.setTxPower(TxPower);
	Serial.println(TxPower); //检查一下传输功率		Serial.println(TxPower); //检查一下传输功率
	~~// Setup Spreading Factor (7 ~ 12)~~
	rf95.setSpreadingFactor(SpreadingFactor);		rf95.setSpreadingFactor(SpreadingFactor);
	Serial.println(SpreadingFactor);//检查一下扩频因子		Serial.println(SpreadingFactor);//检查一下扩频因子
Line 193:		Line 186:
	Serial.println(CodingRate4);		Serial.println(CodingRate4);
	rf95.setSignalBandwidth(125000);		rf95.setSignalBandwidth(125000);
	}		}

	~~//循环函数~~		void loop()
	void loop()		{
	{
	Send_Message(); //发送数据		Send_Message(); //发送数据
	Command_Get(); //接收命令		Command_Get(); //接收命令
	Command_Parse();//解析数据		Command_Parse();//解析数据
	}		}

	~~//发送函数~~		void Send_Message()
	void Send_Message()		{
	{
	Serial.println("Sending to lora Server");		Serial.println("Sending to lora Server");
	uint8_t data[] = "Hello,this is device 1";		uint8_t data[] = "Hello,this is device 1";
Line 211:		Line 202:
	rf95.waitPacketSent();		rf95.waitPacketSent();
	}		}

	~~//接收函数~~		void Command_Get()
	void Command_Get()		{
	{
	uint8_t buf[RH_RF95_MAX_MESSAGE_LEN];		uint8_t buf[RH_RF95_MAX_MESSAGE_LEN];
	uint8_t len = sizeof(buf);		uint8_t len = sizeof(buf);
Line 237:		Line 227:
	else		else
	Serial.println("No message");		Serial.println("No message");
	}		}

	~~//解析命令函数~~		void Command_Parse()
	void Command_Parse()		{
	{
	char *subString;		char *subString;
	char *subStringNext;		char *subStringNext;
Line 279:		Line 268:
	}//for		}//for
	}//if (Command.isGetCommand)		}//if (Command.isGetCommand)

	if(Command.isParseData) //如果解析完成，就执行更新函数		if(Command.isParseData) //如果解析完成，就执行更新函数
	{		{
Line 285:		Line 273:
	reset_f(); //解析完成，写入参数并重启		reset_f(); //解析完成，写入参数并重启
	}		}
	}		}

	~~//更新函数~~		void reset_f()
	void reset_f()		{
	{
	EEPROM.update(0,atoi(Command.TxPower)); //将TxPower更新到第一个位置		EEPROM.update(0,atoi(Command.TxPower)); //将TxPower更新到第一个位置
	delay(300);		delay(300);

Yangxuan: /* Change lora parameters online */

2019-09-26T07:47:10Z

Change lora parameters online

← Older revision		Revision as of 07:47, 26 September 2019
Line 135:		Line 135:
	*'''一块掉电后仍能保存数据的区域'''。光是能重启，那么板子还是原来的参数，我们要修改参数，通过网关发射参数过去后，节点收到参数，需要保存在一个区域，掉电了后，这里的数据还在。所以重启后读这里面的数据，就能读到新的参数。这块掉电保存的区域，在Arduino里叫做'''EEPROM''',我们使用的UNO型号的Arduino开发板，EEPROM的大小为 1KB，但是我们就放几个参数是完全够用的。		*'''一块掉电后仍能保存数据的区域'''。光是能重启，那么板子还是原来的参数，我们要修改参数，通过网关发射参数过去后，节点收到参数，需要保存在一个区域，掉电了后，这里的数据还在。所以重启后读这里面的数据，就能读到新的参数。这块掉电保存的区域，在Arduino里叫做'''EEPROM''',我们使用的UNO型号的Arduino开发板，EEPROM的大小为 1KB，但是我们就放几个参数是完全够用的。
	*下面例程代码：		*下面例程代码：
			**'''Client'''
			#include <SPI.h>
			#include <RH_RF95.h>
			#include <EEPROM.h>
			//#include <stdlib.h>

			void(*resetFunc)(void) = 0;
			RH_RF95 rf95;
			float frequency = 433.0;
			int TxPower;
			int SpreadingFactor;
			int CodingRate4;
			const unsigned int Buffer_len = 15;//接收要修改的参数的长度："Reset,传输功率,扩频因子,码率,"
			struct
			{
			char Buffer[Buffer_len];
			bool isGetCommand; //是否获取到command数据
			bool isParseData; //是否解析完成
			char TxPower[3]; //发送功率 12-20
			char SpreadingFactor[3]; //扩频因子 7-12
			char CodingRate4[2]; //码率5-8
			} Command;

			void setup() //初始化内容
			{
			Serial.begin(9600); //定义波特率9600
			Serial.println("Wating...");

			Command.isGetCommand = false;
			Command.isParseData = false;

			if (!rf95.init())
			Serial.println("init failed");

			TxPower = EEPROM.read(0); //先读取传输功率，来判断是否写入过参数
			if (TxPower == 0\|\|TxPower == 255) //如果还没有写入
			{
			TxPower = 20; //初始化传输功率为13
			SpreadingFactor = 12;
			CodingRate4 = 5;
			}
			else
			{
			SpreadingFactor = EEPROM.read(1);
			CodingRate4 = EEPROM.read(2);
			}

			rf95.setFrequency(frequency);

			// Setup Power,dBm
			rf95.setTxPower(TxPower);
			Serial.println(TxPower); //检查一下传输功率
			// Setup Spreading Factor (7 ~ 12)
			rf95.setSpreadingFactor(SpreadingFactor);
			Serial.println(SpreadingFactor);//检查一下扩频因子
			rf95.setCodingRate4(5);
			Serial.println(CodingRate4);
			rf95.setSignalBandwidth(125000);
			}

			//循环函数
			void loop()
			{
			Send_Message(); //发送数据
			Command_Get(); //接收命令
			Command_Parse();//解析数据
			}

			//发送函数
			void Send_Message()
			{
			Serial.println("Sending to lora Server");
			uint8_t data[] = "Hello,this is device 1";
			rf95.send(data,sizeof(data));
			rf95.waitPacketSent();
			}

			//接收函数
			void Command_Get()
			{
			uint8_t buf[RH_RF95_MAX_MESSAGE_LEN];
			uint8_t len = sizeof(buf);
			if (rf95.waitAvailableTimeout(3000))
			{
			// Should be a reply message for us now
			if (rf95.recv(buf, &len))
			{
			Serial.print("got reply: ");
			Serial.println((char*)buf);
			if(buf[0] == 'R') //Reset,
			{
			memcpy(Command.Buffer, buf, Buffer_len);//将lora传过来的数据拷贝到结构体buffer里面，15位
			Command.isGetCommand = true; //如果收到Reset命令，就表示得到了数据
			}
			}
			else
			{
			Serial.println("recv failed");
			}
			}
			else
			Serial.println("No message");
			}

			//解析命令函数
			void Command_Parse()
			{
			char *subString;
			char *subStringNext;
			if (Command.isGetCommand)
			{
			Command.isGetCommand = false;
			Serial.println("**************");

			for (int i = 0 ; i <= 3 ; i++) //将命令切分，依次放入对应的数组中
			{
			if (i == 0)
			{
			if ((subString = strstr(Command.Buffer, ",")) == NULL)
			Serial.println("error1"); //解析错误
			}
			else
			{
			subString++;
			if ((subStringNext = strstr(subString, ",")) != NULL)
			{
			switch(i)
			{
			case 1:memset(Command.TxPower,'\0',3);memcpy(Command.TxPower, subString, subStringNext - subString);break; //获取传输功率
			case 2:memset(Command.SpreadingFactor,'\0',3);memcpy(Command.SpreadingFactor, subString, subStringNext - subString);break; //获取扩频因子
			case 3:memset(Command.CodingRate4,'\0',2);memcpy(Command.CodingRate4, subString, subStringNext - subString);break; //获取码率
			default:break;
			}
			subString = subStringNext;
			Command.isParseData = true;
			}
			else
			{
			Serial.println("error2"); //解析错误
			Command.isParseData = false;
			}
			}
			}//for
			}//if (Command.isGetCommand)

			if(Command.isParseData) //如果解析完成，就执行更新函数
			{
			Command.isParseData = false; //解析完成，标志位置位假，并且重启
			reset_f(); //解析完成，写入参数并重启
			}
			}

			//更新函数
			void reset_f()
			{
			EEPROM.update(0,atoi(Command.TxPower)); //将TxPower更新到第一个位置
			delay(300);
			EEPROM.update(1,atoi(Command.SpreadingFactor)); //将SpreadingFactor更新到第二个位置
			delay(300);
			EEPROM.update(2,atoi(Command.CodingRate4)); //将CodingRate4更新到第三个位置
			delay(300);
			resetFunc(); //将修改的参数写入了EEPROM，然后重置。
			}

	===Sensory data measurement===		===Sensory data measurement===

	===Data collection via USB cables===		===Data collection via USB cables===

Yangxuan: /* Change lora parameters online */

2019-09-26T07:38:25Z

Change lora parameters online

← Older revision		Revision as of 07:38, 26 September 2019
Line 134:		Line 134:
	*'''arduino板子的软重置'''。我们修改了参数，需要重启一下板子，以新的参数进行通信。这里arduino为我们提供了一个函数：'''resetFunc().''' 当程序执行到这里的时候，板子会重新启动		*'''arduino板子的软重置'''。我们修改了参数，需要重启一下板子，以新的参数进行通信。这里arduino为我们提供了一个函数：'''resetFunc().''' 当程序执行到这里的时候，板子会重新启动
	*'''一块掉电后仍能保存数据的区域'''。光是能重启，那么板子还是原来的参数，我们要修改参数，通过网关发射参数过去后，节点收到参数，需要保存在一个区域，掉电了后，这里的数据还在。所以重启后读这里面的数据，就能读到新的参数。这块掉电保存的区域，在Arduino里叫做'''EEPROM''',我们使用的UNO型号的Arduino开发板，EEPROM的大小为 1KB，但是我们就放几个参数是完全够用的。		*'''一块掉电后仍能保存数据的区域'''。光是能重启，那么板子还是原来的参数，我们要修改参数，通过网关发射参数过去后，节点收到参数，需要保存在一个区域，掉电了后，这里的数据还在。所以重启后读这里面的数据，就能读到新的参数。这块掉电保存的区域，在Arduino里叫做'''EEPROM''',我们使用的UNO型号的Arduino开发板，EEPROM的大小为 1KB，但是我们就放几个参数是完全够用的。
			*下面例程代码：

	===Sensory data measurement===		===Sensory data measurement===

	===Data collection via USB cables===		===Data collection via USB cables===

Yangxuan: /* Change lora parameters online */

2019-09-26T07:37:39Z

Change lora parameters online

← Older revision		Revision as of 07:37, 26 September 2019
Line 130:		Line 130:

	===Change lora parameters online===		===Change lora parameters online===
			当我们需要修改lora节点的通信参数，但是却无法手动去更改的时候（比如节点已经布置到各个区域，不可能再一个一个去现场修改），我们就需要在网关处发送命令，让节点收到命令后自己修改掉参数。
			要实现这样的功能，主要需要两点：
			*'''arduino板子的软重置'''。我们修改了参数，需要重启一下板子，以新的参数进行通信。这里arduino为我们提供了一个函数：'''resetFunc().''' 当程序执行到这里的时候，板子会重新启动
			*'''一块掉电后仍能保存数据的区域'''。光是能重启，那么板子还是原来的参数，我们要修改参数，通过网关发射参数过去后，节点收到参数，需要保存在一个区域，掉电了后，这里的数据还在。所以重启后读这里面的数据，就能读到新的参数。这块掉电保存的区域，在Arduino里叫做'''EEPROM''',我们使用的UNO型号的Arduino开发板，EEPROM的大小为 1KB，但是我们就放几个参数是完全够用的。

	===Sensory data measurement===		===Sensory data measurement===

	===Data collection via USB cables===		===Data collection via USB cables===

Yangxuan: /* Lora通信实例 */

2019-09-26T07:25:16Z

Lora通信实例

← Older revision		Revision as of 07:25, 26 September 2019
Line 35:		Line 35:
	Serial.println("init failed");		Serial.println("init failed");
	rf95.setFrequency(frequency); // Setup ISM frequency		rf95.setFrequency(frequency); // Setup ISM frequency
	rf95.setTxPower(18); // Setup Power,dBm		rf95.setTxPower(13); // Setup Power,dBm
	rf95.setSpreadingFactor(12); // Setup Spreading Factor (6 ~ 12)		rf95.setSpreadingFactor(7); // Setup Spreading Factor (6 ~ 12)
	// Setup BandWidth, option: 7800,10400,15600,20800,31200,41700,62500,125000,250000,500000		// Setup BandWidth, option: 7800,10400,15600,20800,31200,41700,62500,125000,250000,500000
	//Lower BandWidth for longer distance.		//Lower BandWidth for longer distance.
Line 55:		Line 55:
	uint8_t buf[RH_RF95_MAX_MESSAGE_LEN];		uint8_t buf[RH_RF95_MAX_MESSAGE_LEN];
	uint8_t len = sizeof(buf);		uint8_t len = sizeof(buf);
			if (rf95.waitAvailableTimeout(3000))
			{
			// Should be a reply message for us now
			if (rf95.recv(buf, &len))
			{
			Serial.print("got reply: ");
			Serial.println((char*)buf);
			Serial.print("RSSI: ");
			Serial.println(rf95.lastRssi(), DEC);
			}
			else
			{
			Serial.println("recv failed");
			}
			}
			else
			{
			Serial.println("No reply, is LoRa server running?");
			}
	delay(1000); //延迟1000毫秒，通过修改这里的值，我们可以控制发包间隔		delay(1000); //延迟1000毫秒，通过修改这里的值，我们可以控制发包间隔
	}		}

Yangxuan: /* Lora通信实例 */

2019-09-26T01:37:00Z

Lora通信实例

← Older revision		Revision as of 01:37, 26 September 2019
Line 19:		Line 19:

	#*要使用Lora通信，需要调用Lora的库文件，当然，我们有现成的库可以用。点击下载[[http://www.airspayce.com/mikem/arduino/RadioHead/ RadioHead]]，将其拷贝到Arduino安装目录下的'''libraries'''里面（我的是在 ''C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries''），就可以从IDE当中直接导包，使用里面提供的接口		#*要使用Lora通信，需要调用Lora的库文件，当然，我们有现成的库可以用。点击下载[[http://www.airspayce.com/mikem/arduino/RadioHead/ RadioHead]]，将其拷贝到Arduino安装目录下的'''libraries'''里面（我的是在 ''C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries''），就可以从IDE当中直接导包，使用里面提供的接口
	#*~~用数据线将开发板连接到电脑，从IDE选择开发板，然后选择的Tools选择端口~~(~~开发板连接的端口~~)。下面是Lora通信的示例代码：		#*用数据线将开发板连接到电脑，打开IDE --> Tools --> 开发板 --> 选择Arduino/Genuino UNO（因为我们使用的是UNO型号的板子），然后：Tools --> 端口(选择开发板连接的端口)。下面是Lora通信的示例代码：
	'''Client：'''		'''Client：'''
	#include <SPI.h> //lora跟Arduino之间使用的是SPI通信方式		#include <SPI.h> //lora跟Arduino之间使用的是SPI通信方式