Tutorial: LoRa

This page shows the tutorial for LoRa experiments.

Arduino + Lora

• Lora is a wireless communication module，we also need a MCU to contral it like Raspberry Pi（树莓派）、Arduino and so on. (Here we choose Arduino).
• More about Arduino
• Lora

Lora通信实例

1. 使用Arduino进行Lora开发，首先需要环境配置：

• 下载和安装Arduino IDE [Arduino下载]
• 在IDE中添加开发板 我们要在IDE上编写代码烧录到板子上运行，首先需要把板子信息加载到IDE里面，这样，IDE才能识别到开发板。以我们使用的Dragino开发板为例：

具体步骤：
 在PC上打开IDE --> 点击File --> preference-->在Additional Boards Manager URLs里添加以下URL：http://www.dragino.com/downloads/downloads/YunShield/package_dragino_yun_test_index.json
 转到tools --> Boards --> Boards Manager,找到Dragino信息并安装它
 这样，我们的Dragino开发板就成功的关联到了IDE里面，可以打开IDE --> Tools的开发板，就能找到Dragino

1. • 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[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，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：

#include <SPI.h>   //lora跟Arduino之间使用的是SPI通信方式
#include <RH_RF95.h>  //lora的库文件，提供了关于设置lora发射参数等一系列函数

RH_RF95 rf95;
float frequency = 433.0;  //在国内，ISM频段只有433MHz可用，这里需要注意，如果我们买的是868M或者915M的lora板子，是无法使用的

void setup() 
{
 Serial.begin(9600);  //设置波特率，为了Arduino开发板跟电脑端的串口通信使用，有时候使用串口助手发现电脑端显示的全是乱码，就很有可能是波特率设置的不一样。
 while (!Serial) ; // Wait for serial port to be available
 Serial.println("Start LoRa Client");   //串口打印函数
 if (!rf95.init())
   Serial.println("init failed");
 rf95.setFrequency(frequency);  // Setup ISM frequency
 rf95.setTxPower(13); // Setup Power,dBm
 rf95.setSpreadingFactor(7);  // Setup Spreading Factor (6 ~ 12)
 // Setup BandWidth, option: 7800,10400,15600,20800,31200,41700,62500,125000,250000,500000
 //Lower BandWidth for longer distance.
 rf95.setSignalBandwidth(125000);
 // Setup Coding Rate:5(4/5),6(4/6),7(4/7),8(4/8) 
 rf95.setCodingRate4(5);
//如果我们需要修改lorat通信参数，只需要一行代码，非常方便
} //setup函数体只执行一遍，执行完了过后，开始进入到loop函数里面

void loop()
{
 Serial.println("Sending to LoRa Server");
 // Send a message to LoRa Server
 uint8_t data[] = "Hello, this is device 1";  //lora需要发射的数据，都是存放在一个字符数组里面
 rf95.send(data, sizeof(data));  //发送函数
 rf95.waitPacketSent(); //等待数据发送完成
 // Now wait for a reply
 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);
     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
}

Server：

#include <SPI.h>
#include <RH_RF95.h>

RH_RF95 rf95;
int led = A2;
float frequency = 433.0;

void setup() 
{
 pinMode(led, OUTPUT);     
 Serial.begin(9600);
 while (!Serial) ; // Wait for serial port to be available
 Serial.println("Start Sketch");
 if (!rf95.init())
   Serial.println("init failed");
 rf95.setFrequency(frequency);
 rf95.setTxPower(13);
 // 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];  //开辟一个buffer便于接收lora数据
   uint8_t len = sizeof(buf);
   if (rf95.recv(buf, &len))
   {
     digitalWrite(led, HIGH);
     RH_RF95::printBuffer("request: ", buf, len);
     Serial.print("got request: ");
     Serial.println((char*)buf);
     Serial.print("RSSI: ");
     Serial.println(rf95.lastRssi(), DEC);  //调用现成的接口可以直接获取lora信号的RSSI值
     
     // Send a reply
     uint8_t data[] = "And hello back to you";
     rf95.send(data, sizeof(data));
     rf95.waitPacketSent();
     Serial.println("Sent a reply");
     digitalWrite(led, LOW);
   }
   else
   {
     Serial.println("recv failed");
   }
 }
}

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。
• 下面例程代码：