日期：20161015 活動：2016環境監控創新應用自造松 分享者：MakerPRO技術顧問_柯大 主題：自造松LoRa開發經驗分享

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分享者：MakerPro 技術顧問 柯大
E-mail ：kochingchang@gmail.com
手機： 0928226125

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什麼是 LoRaWAN？
LoRaWAN 是眾多 低功率廣域網路 (LPWAN, Low Power Wide Area
Network) 規範的其中一種，它的訴求是能夠讓 以電池供電的裝
置 可以部署在較廣域的網路中 (原文是 regional, national or global)。
因此，注重的點是「遠距離、低耗電」。
LoRaWAN 網路架構的特點
採用星狀拓樸 (star topology)，
終端點的通訊是雙向的 (bi-directional)
LoRaWAN 資料率可以從 0.3 kbps 到 50 kbps
LoRa三種終端裝置的 Class
LoRaWAN 將終端裝置 (end-point devices) 區分為 A, B, C 三類
(classes)，各自能適用遠距通訊的不同需求 (有些要求很省電、
有些需要很即時)。這裡先說明一下 uplink 與 downlink 的意思：
uplink transmission (上行傳輸)：終端裝置傳給伺服器
downlink transmission (下行傳輸)：伺服器傳給終端裝置

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Class A
可雙向通訊的終端裝置 (bi-directional end-devices)
每個裝置的 uplink transmission 之後接有兩個短暫的 downlink
receive windows
用於需要以最低功耗操作的終端裝置。這種裝置常常在它送出
uplink 之後，只需要與 server 端進行很短暫的 downlink 通訊 (例
如只收個 ACK 而已)
在任何其他時間，從 server downlink 必須等到下一次的
scheduled uplink (所以通訊沒辦法很即時，例如下一次的
scheduled uplink 可能是在 128 秒之後)
Class B
必須至少有 A 類的功能
可雙向通訊的終端裝置，但有 scheduled receive slots (有固定接
收時槽接收 server 過來的訊息，相較於 A 類會更即時一點)
相較於 A 類的隨機 receive windows，Class B 的裝置會在排程的
時間打開一個額外的接收窗。為了讓終端裝置在排程時間打開
它的 receive window，它需要從 gateway 接收一個用於時間同步
的 Beacon (如此一來，server 就能知道終端裝置何時在 listening)

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Class C
必須至少有 A 類的功能
可雙向通訊的終端裝置，盡可能安排最多的 receive slots
C 類的終端裝置是幾乎連續地開著 receive windows，只有在發送
時才會關閉接收視窗
C 類對 server 與終端裝置通訊帶來最低的延遲 (latency)，所以即
時性最好，但消耗功率最高
資料傳輸率與通訊距離
LoRa 的資料傳輸率 (data rate)、通訊距離，它的資料傳輸率約莫
在 100 bps ~ 20 kbps 之間，而通訊距離落在 5 公里的範圍內(實際
上也有高達 10 餘公里者)。LoRa 的傳輸率可以自由調整，傳輸率
越低，傳輸的距離可以越遠。

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IBM 與Semtech 合作推出LRSC（Long Range Signal & Control）
遠距通訊管理與控制軟體平台

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12. 數字型電表
S3 公有儲存服務雲
自建IOT電能服務雲平台
智慧電能監控系統架構
1.每1分鐘蒐集每一用戶用電情形
記錄於SD卡。
2.每1分鐘用電情形線上即時寫入
自建IoT電能服務雲平台。
3.每天0:00將前一日SD卡用電記錄
備份至Amazon S3 Services儲存 。
4.用戶可至電能平台或利用手機APP
查詢用電量。
5.系統業者可將S3儲存的記錄匯入
Big-Data平台分析用電量。
6.家用型智慧電能監控可即時查看
用電資訊：
電表ID、日期、時間、電壓、瓦數、
累計用電度數
2015/5/11 V2.0 by 柯大KDA
用戶用電查詢
家用智慧型插座
功能說明
2015/8/18 12
Internet
Ameba RT8195AM

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正文GemTek

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Pin 1,白,RST 。
Pin 3,綠,RX。
Pin 4,黃,TX。
Pin 6 紅, 3.3V。
Pin 7 黑,GND

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自組LoRa Network

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5VGND
Pin1
pin2
Pin5
RX
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
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17
1
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3
4
5
6
7
8
9
10
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16
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+ -
out
D5
3.3V
發送端
UART

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3.3V
UART
接收端

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接收端
Ameba
發送端
Arduino

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UART腳位意義
黑色：GND (接地, 如腳位 6/9/14/20...)
紅色：VCC (接 5V, 如腳位 2/4)
黃色：Tx (接腳位 10)
綠色：Rx (接腳位 8)
白色：RST (不接)
以Raspberry Pi 開發

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Arduino shield LoRa 模組

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Arduino Pin 相容

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亞太用「LoRa」 打造鴻海物聯網一條龍

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使用樹莓派操作
LoRa Module
連接 4 根 pin 腳，
VCC、GND、TX 以及 RX，
其中樹莓派的 TX 必須接
到 LoRa Module 的 RX，
樹莓派的 RX 必須接到
LoRa Module 的 TX。

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https://nms.gtiot.net/admin/register.htmls

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41. 41有含ST MCU 的LORA Module

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Pin Information

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群登科技(Acsip) LoRa 模組
UART1 and UART6
speeds of up to 10.5 Mbit/s.
UART2 up to 5.25 Mbit/s.

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LoRa模組規格比較

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Arduino Pin 相容

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3.3V
UART
Quark D2000 與 LoRa 模組接線圖
RX
TX
D1
D0

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接收端
Ameba
發送端
Arduino