在物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的今天，Wi-Fi 和 LoRa 作為近距離和超遠(yuǎn)距離通信技術(shù)，均有其各自的典型應(yīng)用場景，在各自應(yīng)用領(lǐng)域都取得了卓越的成就。Wi-Fi 和 LoRa 技術(shù)各具優(yōu)勢，在很多場景需求中，如果將兩者結(jié)合，一方面可以發(fā)揮 LoRa 遠(yuǎn)距、低功耗的優(yōu)點(diǎn)，另一方面利用 Wi-Fi 的高速率，生態(tài)廣的特點(diǎn)，相互取長補(bǔ)短，可以在更廣泛的應(yīng)用中發(fā)揮作用。實(shí)現(xiàn)更便捷、智能、安全、可靠的體驗(yàn)。

例如在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，農(nóng)場主想要利用 LoRa 技術(shù)構(gòu)建一個(gè)遠(yuǎn)距離傳感器網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)測土壤的溫度、濕度等參數(shù)，并通過 Wi-Fi 技術(shù)將這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_服務(wù)器，及時(shí)了解土壤狀況，合理安排灌溉或施肥，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量與質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)智能化管理。

在這樣的應(yīng)用場景中，通常需要構(gòu)建“LoRa 終端節(jié)點(diǎn)（傳感器）—— LoRa 網(wǎng)關(guān)（Wi-Fi 或以太網(wǎng)）——服務(wù)器”的網(wǎng)絡(luò)。?

LoRa 網(wǎng)關(guān)可以使用專門的多通道網(wǎng)關(guān)芯片比如 Semtech SX1302，也可以選擇一個(gè)或多個(gè) LoRa 收發(fā)芯片來搭建。在很多節(jié)點(diǎn)數(shù)量不多的場景，使用單 LoRa 收發(fā)芯片搭建的網(wǎng)關(guān)就能滿足應(yīng)用要求，這種網(wǎng)關(guān)在國內(nèi)有廣泛的應(yīng)用。本文主要討論極低成本的單通道網(wǎng)關(guān) LoRa 組網(wǎng)方案。

傳統(tǒng) LoRa 單通道網(wǎng)關(guān)普遍采用 LoRa 收發(fā)芯片、基于 ARM 的 MCU、Wi-Fi 或以太網(wǎng)芯片等功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)復(fù)雜度和成本均比較高?，F(xiàn)在若將 LoRa 網(wǎng)關(guān)所需的 MCU 及 Wi-Fi 芯片，直接換成 Wi-Fi SoC，例如樂鑫科技超低成本、高性價(jià)比的?ESP32-C2?系列，則可在滿足主控芯片及無線聯(lián)網(wǎng)需求的同時(shí)，大大降低網(wǎng)關(guān)的成本。?

另外，傳統(tǒng) LoRa 終端節(jié)點(diǎn)硬件組成中包括 LoRa 收發(fā)芯片、MCU、傳感器模塊、BLE 模塊等。在大部分場景中，LoRa 終端節(jié)點(diǎn)都需要外掛藍(lán)牙 BLE，用來激活和配置節(jié)點(diǎn)設(shè)備以降低功耗，或者對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行代碼升級。因此樂鑫低成本 Wi-Fi & BLE SoC 方案替代傳統(tǒng) MCU 作為 LoRa 終端節(jié)點(diǎn)的主控及藍(lán)牙模塊，同樣是一個(gè)理想選擇。?

LoRa 星型組網(wǎng)應(yīng)用非常普遍，如下圖，一個(gè) LoRa 常常對應(yīng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)。

啟明云端最新推出了 WTLRC262-SG 系列模組，即基于樂鑫 ESP32-C2 和 Semtech SX1262 芯片設(shè)計(jì)的極低成本的單通道 LoRa 網(wǎng)關(guān)，同時(shí)也可作為 LoRa 終端節(jié)點(diǎn)使用。它支持 Wi-Fi、BLE 和 LoRa 的通信功能，高度集成化的設(shè)計(jì)簡化了用戶的產(chǎn)品系統(tǒng)復(fù)雜度。?

本方案優(yōu)勢：

• 極低整體成本

• 模組設(shè)計(jì)兼容網(wǎng)關(guān)和節(jié)點(diǎn)應(yīng)用，也就是產(chǎn)品可以配置成工作在節(jié)點(diǎn)或者網(wǎng)關(guān)

• 模組帶 BLE，方便對節(jié)點(diǎn)或者網(wǎng)關(guān)進(jìn)行配置和升級

• 節(jié)點(diǎn)帶 Wi-Fi，可以不經(jīng)過網(wǎng)關(guān)直接回傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器

• 使用 Wi-Fi 回傳，使用方便

• SX1262 兼容 SX126X 和 LLCC6X，可以滿足國內(nèi)外的應(yīng)用

樂鑫?ESP32-C2?是一款小尺寸、低成本、低功耗的物聯(lián)網(wǎng)芯片。它搭載 RISC-V 32 位單核處理器，內(nèi)置 272 KB SRAM 和 576 KB ROM，支持 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE)。ESP32-C2 面向高容量、低數(shù)據(jù)速率的簡單物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)，能夠?yàn)椴遄?、照明、傳感器和簡單的家電設(shè)備添加穩(wěn)定的無線連接功能，為用戶提供極具性價(jià)比的開發(fā)平臺。

Semtech SX1262 是一款遠(yuǎn)距離、低功耗的 sub-GHz 無線收發(fā)器，支持工作頻段涵蓋 150MHz–960MHz。SX1262 提供了兩種調(diào)試方式，LoRa 以及傳統(tǒng)的 (G)FSK。它集成了低噪聲放大器 (LNA)，同時(shí)還集成了高效率的功率放大器 (PA)。在 LoRa 調(diào)制模式下，最高接收靈敏度可達(dá) -137dBm，其發(fā)射功率最高可達(dá) +22dBm。SX1262 通過優(yōu)化芯片結(jié)構(gòu)和內(nèi)部邏輯，其接收電流最低可達(dá) 4.2mA，休眠模式下最低可達(dá) 160nA。

WTLRC262-SG 模組參數(shù)特點(diǎn)如下：

• 32 位 RISC-V 單核處理器，主頻高達(dá) 120 MHz

• 片上自帶 ROM: 576 KB / SRAM: 272 KB

• 支持 IEEE 802.11 b/g/n 協(xié)議?

• Wi-Fi 模式支持 1T1R 模式，數(shù)據(jù)速率高達(dá) 72.2 Mbps

• 同時(shí)支持基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型網(wǎng)絡(luò) (Infrastructure BSS) Station 模式、SoftAP 模式、Station + SoftAP 模式和混雜模式

• 支持 BLE 5.0

• 高功率模式 (+20 dBm)

• 藍(lán)牙傳輸速率支持 125 kbps、500 kbps、1 Mbps、2 Mbps?

• 支持LoRa遠(yuǎn)距離傳輸通信，支持頻段：433/868/915MHz（可選）

• LoRa模式下，支持高靈敏度 (-137dBm)，高功率 (+22dBm)，低功耗（接收電流低至4.6mA）

• 模組尺寸：20mm×26mm×2.8mm

該模塊集成 LoRa 驅(qū)動，并可擴(kuò)展支持 LoRaWAN 協(xié)議，提供 LoRa 驅(qū)動代碼便于用戶二次開發(fā)。模塊具有體積小、功耗低、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于智慧家庭、智慧農(nóng)業(yè)、智慧工業(yè)等場景。

相關(guān)資料

• ESP32-C2

  https://www.espressif.com/zh-hans/products/socs/esp32-c2

• WTLRC262-SG 模組產(chǎn)品詳情

  https://www.wireless-tag.com/product-item-58.html
  

• WTLRC262-SG GitHub 開源倉庫

  https://github.com/wireless-tag-com/WTLRC262-SG
  

• WTLRC262-SG 模組購買

  https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=740570800846