¿Subred en estrella con capacidad LoRa?

Estoy trabajando en un proyecto en el que tendré 2 o 3 sensores dentro de una casa, y todos enviarán datos a un sensor/hub central en una configuración de red en estrella. Este sensor central almacenaría todos los datos de los demás y de sí mismo y los enviaría a través de una red LoRa a un servidor central una vez al día. Todo el sistema tiene que ser de muy baja potencia.

Por el momento, mi plan era usar una red inalámbrica que no sea LoRa dentro del hogar (con un CC1310 o nRF51822) y tener un dispositivo con capacidad LoRa (SX1272) para actuar como concentrador. Sin embargo, me preguntaba si sería posible usar LoRa como la red principal dentro de la casa y reemplazar el SoC inalámbrico con un microcontrolador de baja potencia no inalámbrico diferente.

Respuestas (3)

Sí, es posible usar un SX1272 o SX1276 para recibir datos enviados por sensores y luego usarlos para transmitir datos a una red pública LoRaWAN mientras se mantiene un consumo muy bajo .

Todos los transceptores LoRa tienen una función de "detección de actividad de canal" (o CAD) que se puede usar para ahorrar energía y despertar a un receptor solo cuando un emisor quiere enviar un mensaje. A diferencia de los transceptores FSK tradicionales, como el CC1310, que utilizan RSSI, la función CAD es muy selectiva y se activa solo cuando se emite en el canal una señal LoRa, con el ancho de banda y el factor de dispersión adecuados. Debido a que no se activa cada vez que hay ruido en el canal, puede ser bastante eficiente en el consumo de energía.

Si realiza una detección de CAD cada N segundos, cada transmisor deberá enviar un paquete con un preámbulo de N segundos para despertar al receptor. Este es un intercambio de energía.

Gracias por la información útil. Sin embargo, con LoRa, ¿hay alguna manera de "emparejar" los dispositivos para que el dispositivo de puerta de enlace solo escuche algunos otros nodos seleccionados donde en realidad puede haber cientos transmitiendo?
@Sensores además de la frecuencia, un receptor LoRa selecciona SF, BW y polaridad (modulación normal o invertida). Si alguno de estos 3 parámetros no coincide entre RX y TX, el PHY no detectará una recepción. Es mucho más selectivo que cualquier sistema FSK. Para una selectividad adicional, use una dirección de "grupo" al comienzo de la trama, y ​​realice un filtrado MAC en eso. A diferencia de la difusión CDMA, la difusión basada en chirp no ofrece muchos "códigos" ortogonales posibles.
@Sensores además, tenga en cuenta que si usa la banda de 868 MHz, cada sensor tiene un ciclo de trabajo máximo del 1%, por lo que si tiene cientos de ellos emitiendo simultáneamente, significa que está en el rango de decenas de miles de ellos. .. no es realmente un problema que debería encontrar en la práctica.

Dado que LoRa significa "largo alcance", agregar unos metros adicionales (el tamaño de una casa) no debería representar un problema. Este sitio web (radio-electronics.com) declara: -

Hay varios elementos clave del sistema inalámbrico LoRa. Algunas de sus características clave incluyen las siguientes:

  • Largo alcance: 15 - 20 km.
  • Millones de nodos
  • Batería de larga duración: más de diez años

Entonces parece ser ideal, pero el diablo está en los detalles y tendrías que investigar qué tamaño de batería te daría los "diez años" y bajo qué condiciones ambientales. Sospecho que esto es crucial y es posible que los 3 sensores que necesita le den mucha más vida si transmiten sus datos (digamos) una vez por hora a un módem/interfaz LoRa que recopila esos datos y los envía a donde sea.

La razón por la que sugiero esto es que LoRa requiere un receptor que consume varios mA y es posible que deba activarse mucho y será el principal aplanador de su batería.

Los dispositivos tontos de solo transmisión que ciegamente "envían" varias veces al día ciertamente pueden durar años con tamaños de batería muy moderados.

El gran costo de la energía es mantener un receptor encendido cuando no se sabe cuándo llegará la transmisión.
Tenía la esperanza de encontrar tal vez algún tiempo de baja potencia furtivo involucrado para despertar el receptor en el momento correcto. Supongo que si pudiera tener una forma de dar a todos los sensores dentro de una casa el mismo identificador único, entonces en realidad podría terminar siendo más efectivo. Sin embargo, eso podría ser difícil, ya que se fabricarán a granel y tendrán que ser 'plug-and-play', por así decirlo. Me preocupa que el receptor/puerta de enlace de área no maneje muy bien algunos miles de sensores en un kilómetro cuadrado...
No comparto su última preocupación, especialmente si usa modulación de frecuencia. Porque los más cercanos, es decir, los que son relevantes, ahogarán a los más lejanos. Tal vez produzca un diagrama típico de cómo se ven varias casas.

Eche un vistazo a los ejemplos de la red de sensores inalámbricos CC1310 ( http://www.ti.com/tool/cc13xx-sw ). El sensor/nodos permanecen en modo de suspensión hasta que necesitan activarse para enviar datos, por lo que la potencia RX para los sensores no es un problema, también existe el beneficio adicional del motor de control de sensor del CC1310 para reducir la potencia del sistema de monitoreo de sensores. La corriente RX será el factor determinante para el Hub/Concentrador, aquí el CC1310 tiene una potencia RX más baja que el transceptor LoRa.

También tiene la opción de usar la función Wake On Radio del cc1310 (el ejemplo de SW también está disponible en el enlace anterior) para permitir que el concentrador se duerma y se active cuando los nodos envían datos del sensor.

No conocía la función Wake on Radio del CC1310, eso es bastante bueno. No me ayuda a mantener el costo de la lista de materiales tan bajo usando esta parte en lugar de lo que describí tratando de hacer que LoRa funcione, pero creo que el poder es más importante.
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