LoRa 通信协议

用户1750537

发布于 2025-08-29 18:31:33

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LoRa 通信协议简介

LoRa（Long Range）是一种远距离低功耗无线通信技术，广泛应用于物联网（IoT）场景。它的特点是传输距离远、功耗低、穿透力强，适合需要长时间运行的电池供电设备。

特点

低功耗：非常适合传感器节点等长时间运行的设备。
长距离：视野开阔的情况下，通信距离可达 10-15 公里。
低数据速率：适用于小数据包的传输（如传感器数据）。
频段：常用的免费频段包括 433 MHz、868 MHz 和 915 MHz。

应用场景

智能农业：远程土壤湿度监测。
智慧城市：停车管理、垃圾箱状态监控。
工业物联网：设备运行状态监控。

LoRa 案例：土壤湿度监测

项目需求

通过 LoRa 通信协议，将土壤湿度传感器数据从一个 LoRa 节点发送到 LoRa 网关。
网关接收数据并通过串口显示。

硬件准备

LoRa 模块：如 SX1278 模块。
土壤湿度传感器：常用型号为 YL-69。
开发板：如 Arduino UNO 或 ESP32。
供电设备：USB 或电池。

项目结构

发送端（Node）：
- 采集土壤湿度数据。
- 使用 LoRa 模块将数据发送。
接收端（Gateway）：
- 使用 LoRa 模块接收数据。
- 通过串口打印数据。

源码实现

1. 发送端（LoRa Node）

#include <SPI.h>
#include <LoRa.h>

#define SOIL_SENSOR_PIN A0  // 土壤湿度传感器连接到 A0 引脚
#define LORA_SS 10          // LoRa 模块的 SS 引脚
#define LORA_RST 9          // LoRa 模块的 RESET 引脚
#define LORA_DIO0 2         // LoRa 模块的 DIO0 引脚

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);

  pinMode(SOIL_SENSOR_PIN, INPUT);

  // 初始化 LoRa 模块
  LoRa.setPins(LORA_SS, LORA_RST, LORA_DIO0);
  if (!LoRa.begin(433E6)) {
    Serial.println("启动 LoRa 失败!");
    while (1);
  }
  Serial.println("LoRa 发送端已启动");
}

void loop() {
  // 读取土壤湿度
  int soilMoistureValue = analogRead(SOIL_SENSOR_PIN);

  // 发送数据
  LoRa.beginPacket();
  LoRa.print("Soil Moisture: ");
  LoRa.print(soilMoistureValue);
  LoRa.endPacket();

  Serial.print("已发送: Soil Moisture = ");
  Serial.println(soilMoistureValue);

  delay(2000);  // 每 2 秒发送一次数据
}

2. 接收端（LoRa Gateway）

#include <SPI.h>
#include <LoRa.h>

#define LORA_SS 10          // LoRa 模块的 SS 引脚
#define LORA_RST 9          // LoRa 模块的 RESET 引脚
#define LORA_DIO0 2         // LoRa 模块的 DIO0 引脚

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);

  // 初始化 LoRa 模块
  LoRa.setPins(LORA_SS, LORA_RST, LORA_DIO0);
  if (!LoRa.begin(433E6)) {
    Serial.println("启动 LoRa 失败!");
    while (1);
  }
  Serial.println("LoRa 接收端已启动");
}

void loop() {
  // 检查是否有数据可用
  int packetSize = LoRa.parsePacket();
  if (packetSize) {
    Serial.print("收到数据: ");

    // 读取数据
    while (LoRa.available()) {
      String received = LoRa.readString();
      Serial.print(received);
    }
    Serial.println();
  }
}