LoRa_stm8l

lora_stm8l

เทคโนโลยี Lora

Lora ใช้โครงสร้างเครือข่ายดาวซึ่งเป็นโครงสร้างเครือข่ายที่ง่ายที่สุดที่มีความหน่วงแฝงต่ำเมื่อเทียบกับโครงสร้างเครือข่ายตาข่าย ในการใช้งานจริงอุปกรณ์ IoT ที่ใช้ LORA Protocol Wireless Communication ระยะทางมากกว่า 15 กิโลเมตร (สภาพแวดล้อมชานเมือง) อายุการใช้งานแบตเตอรี่สามารถเข้าถึงได้นานกว่า 10 ปีและสามารถเชื่อมต่อโหนดเซ็นเซอร์ไร้สายหลายล้านโหนดกับเกตเวย์เทคโนโลยี LORA ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่มาตรฐานการสื่อสารเครือข่ายแบบดั้งเดิมไม่สามารถทำได้ ระยะการส่งสัญญาณอัตราและการใช้พลังงานของวิธีการสื่อสารไร้สายที่ใช้กันทั่วไปมีดังนี้:

แบบอย่าง	ระยะการส่งที่ยาวที่สุด	อัตราการส่งสูงสุด	การใช้พลังงานจากการรับขั้นต่ำ
บลูทู ธ	15m	2mb/s	6ma
wifi	100 เมตร	54MB/s	105ma
ซิกเบีย	75m	250kB/s	2ma
Lora	15km	600kb/s	3ma

ชิป SX1278

ตัวรับส่งสัญญาณ SX1278 ส่วนใหญ่ใช้โมเด็ม LORA ระยะไกลซึ่งใช้สำหรับการสื่อสารสเปกตรัมการแพร่กระจายระยะยาวเป็นพิเศษมีการต่อต้านการแทรกแซงที่แข็งแกร่งและสามารถลดการใช้พลังงานในปัจจุบันได้ ด้วยเทคโนโลยีการมอดูเลต Lora ที่ได้รับการจดสิทธิบัตรของ Semtech SX1278 ใช้ผลึกและวัสดุราคาถูกเพื่อให้ได้ความไวสูงมากกว่า -148DBM
การออกแบบนี้ใช้โมดูล RA-02 ของ Anxinke พารามิเตอร์ทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องสามารถดูได้ที่ https://docs.ai-thinker.com/lora

ชิป STM8L

ในการออกแบบนี้จะใช้โปรเซสเซอร์ STM8L051F3 และพารามิเตอร์ทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องสามารถดูได้ที่ https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm8l051f3.html STM8L051F3 มีโหมดพลังงานต่ำห้าโหมดคือโหมดรอโหมดการรันพลังงานต่ำโหมดรอพลังงานต่ำโหมดแอคทีฟฮัลท์และโหมดหยุด

1. โหมดรอ: นาฬิกาซีพียูหยุดทำงาน แต่โมดูลที่เลือกยังคงทำงานต่อไป การขัดจังหวะภายในการขัดจังหวะภายนอกหรือการรีเซ็ตอาจทำให้ CPU ออกจากโหมดรอ
2. โหมดการรันพลังงานต่ำ: CPU และอุปกรณ์ต่อพ่วงที่เลือกทำงานตามปกติโดยใช้ออสซิลเลเตอร์ความเร็วต่ำ (LSI หรือ LSE) ไมโครคอนโทรลเลอร์เข้าสู่โหมดการทำงานที่มีกำลังต่ำผ่านซอฟต์แวร์และสามารถออกจากโหมดผ่านซอฟต์แวร์หรือรีเซ็ต
3. โหมดรอพลังงานต่ำ: เข้าสู่โหมดนี้เมื่อเหตุการณ์รอถูกดำเนินการที่การใช้พลังงานต่ำ คล้ายกับโหมดการทำงานของพลังงานต่ำ แต่นาฬิกา CPU หยุดลง โหมดนี้สามารถออกได้โดยการรีเซ็ตเหตุการณ์ภายนอกภายในหรือที่ถูกทริกเกอร์ (เหตุการณ์ภายนอกที่สร้างขึ้นโดยตัวจับเวลา, อินเตอร์เฟสอนุกรม, DMA) คอนโทรลเลอร์ (DMA1) และพอร์ต I/O เมื่อการปลุกถูกเรียกโดยเหตุการณ์ระบบจะกลับสู่โหมดการทำงานของพลังงานต่ำ
4. โหมด Active-Halt: นาฬิกา CPU และอุปกรณ์ต่อพ่วงหยุดยกเว้น RTC สามารถปลุกโดย RTC interrupt, Interrupt ภายนอกหรือรีเซ็ต
5. โหมด Halt: CPU และนาฬิกาอุปกรณ์ต่อพ่วงหยุดลงและอุปกรณ์ยังคงเปิดใช้งาน เนื้อหา RAM จะถูกบันทึกไว้ ตื่นขึ้นมาจากการขัดจังหวะภายนอกหรือรีเซ็ต อุปกรณ์ต่อพ่วงบางตัวยังมีฟังก์ชั่นการปลุกจากการปิดระบบ สามารถปลุกได้ภายใน5μsและเวลาตื่นนอนเร็วมาก

การทำงานใน 5 โหมดที่แตกต่างกันกระแสการดำเนินงานจะแสดงในตารางด้านล่าง:

แบบอย่าง	ปัจจุบัน
โหมดรอ
โหมดการรันพลังงานต่ำ	5.1μA
โหมดรอพลังงานต่ำ	3μA
โหมดแอคทีฟฮัลท์	1.3μA
โหมดหยุด	350NA

กระแสการขับขี่ขั้นต่ำของพิน I/O ของไมโครคอนโทรลเลอร์ STM8L051F3 สามารถเข้าถึง5μAซึ่งทั้งหมดสำหรับการใช้พลังงานต่ำของไมโครคอนโทรลเลอร์

การออกแบบโหนด

การออกแบบเกตเวย์