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如何以最小的功耗實現(xiàn) LoRa 空中固件升級 (FOTA)

25197 2022-11-25 | pdf | 269.61KB | 次下載 | 免費

資料介紹

2018 年 10 月，LoRa 聯(lián)盟宣??布了標準化物聯(lián)網端點無線固件更新 (FOTA) 的規(guī)范。雖然這對 LoRa 網絡來說是個好消息，但它對使用閃存微控制器的低功耗物聯(lián)網 LoRa 端點的設計人員提出了挑戰(zhàn)。2018 年 10 月，LoRa 聯(lián)盟宣??布了標準化物聯(lián)網端點無線固件更新 (FOTA) 的規(guī)范。雖然這對 LoRa 網絡來說是個好消息，但它對使用閃存微控制器的低功耗物聯(lián)網 LoRa 端點的設計人員提出了挑戰(zhàn)。與讀取相比，暫時寫入微控制器閃存會顯著增加微控制器的功耗。它還需要使用更大的穩(wěn)壓器來處理增加的功率。與讀取相比，暫時寫入微控制器閃存會顯著增加微控制器的功耗。它還需要使用更大的穩(wěn)壓器來處理增加的功率。這些都不是可取的，但本文將介紹如何使用帶有 FRAM 的微控制器作為一種低功耗方式來編寫固件。與新的 LoRa 收發(fā)器配合使用，與傳統(tǒng)的閃存微控制器方法相比，該組合為 FOTA 形成了一個功耗更低的解決方案。這些都不是可取的，但本文將介紹如何使用帶有 FRAM 的微控制器作為一種低功耗方式來編寫固件。與新的 LoRa 收發(fā)器配合使用，與傳統(tǒng)的閃存微控制器方法相比，該組合為 FOTA 形成了一個功耗更低的解決方案。什么是羅拉？什么是羅拉？物聯(lián)網 (IoT) 的目標之一是使用盡可能少的功率無線傳輸數(shù)據(jù)。電池供電傳感器應用的設計人員一直特別關注以無線方式將低速率傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)英里之外，同時最大限度地減少電池電量的使用。在現(xiàn)有解決方案中，藍牙和 Zigbee 專為短距離應用而設計，蜂窩數(shù)據(jù)相對耗電。LoRa 已成為該問題的一種流行解決方案。物聯(lián)網 (IoT) 的目標之一是使用盡可能少的功率無線傳輸數(shù)據(jù)。電池供電傳感器應用的設計人員一直特別關注以無線方式將低速率傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)英里之外，同時最大限度地減少電池電量的使用。在現(xiàn)有解決方案中，藍牙和 Zigbee 專為短距離應用而設計，蜂窩數(shù)據(jù)相對耗電。LoRa 已成為該問題的一種流行解決方案。LoRa 是遠程的簡寫。LoRa 無線網絡是為非實時數(shù)據(jù)的低數(shù)據(jù)速率、低功耗、遠距離傳輸而開發(fā)的。數(shù)據(jù)速率介于 0.3 千比特/秒 (kbits/s) 和 5.5 kbits/s 之間，適合周期性傳感器數(shù)據(jù)傳輸。LoRa 規(guī)范描述了網絡的調制和電氣特性，而 LoRaWAN（廣域網）描述了 LoRa 網絡的協(xié)議和數(shù)據(jù)格式。LoRa 是遠程的簡寫。LoRa 無線網絡是為非實時數(shù)據(jù)的低數(shù)據(jù)速率、低功耗、遠距離傳輸而開發(fā)的。數(shù)據(jù)速率介于 0.3 千比特/秒 (kbits/s) 和 5.5 kbits/s 之間，適合周期性傳感器數(shù)據(jù)傳輸。LoRa 規(guī)范描述了網絡的調制和電氣特性，而 LoRaWAN（廣域網）描述了 LoRa 網絡的協(xié)議和數(shù)據(jù)格式。LoRa 信號類似于 FM，因為它通過改變頻率來調制信號。然而，雖然適當調制的 FM 信號會瞬間改變頻率，但 LoRa 調制信號會在一段時間內緩慢增加或減少頻率。這種頻率的逐漸增加或減少稱為線性調頻，這種方法稱為線性調頻調制。頻率隨時間變化的速率稱為“線性調頻”。LoRa 信號類似于 FM，因為它通過改變頻率來調制信號。然而，雖然適當調制的 FM 信號會瞬間改變頻率，但 LoRa 調制信號會在一段時間內緩慢增加或減少頻率。這種頻率的逐漸增加或減少稱為線性調頻，這種方法稱為線性調頻調制。頻率隨時間變化的速率稱為“線性調頻”。LoRaWAN 網絡始終以星形拓撲排列，信令和訪問協(xié)議旨在使用最少的功率并最大程度地減少多個端點的信號沖突。每個 LoRaWAN 端點將其數(shù)據(jù)發(fā)送到網關，網關將數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅硪粋€網絡，例如以太網或 Wi-Fi。通常，網關接收所有 LoRaWAN 數(shù)據(jù)并通過網絡將其傳輸?shù)街醒胗嬎銠C進行存儲或進一步處理。LoRaWAN 網絡始終以星形拓撲排列，信令和訪問協(xié)議旨在使用最少的功率并最大程度地減少多個端點的信號沖突。每個 LoRaWAN 端點將其數(shù)據(jù)發(fā)送到網關，網關將數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅硪粋€網絡，例如以太網或 Wi-Fi。通常，網關接收所有 LoRaWAN 數(shù)據(jù)并通過網絡將其傳輸?shù)街醒胗嬎銠C進行存儲或進一步處理。