LoRa 网关与节点组网方案
LoRa 网关与节点组网方案
一个基于SX1262的LoRa网关和节点组网方案，包括网络区分、节点识别和避免干扰的解决方案。
网络架构设计
1. 网络区分方案
为了避免不同网络间的干扰，可以采用以下方法：
// 在网络配置文件中定义不同网络的参数
#define NETWORK_A_FREQ 433000000
#define NETWORK_A_SF SF9
#define NETWORK_A_BW BW125
#define NETWORK_A_CR CR_4_5
#define NETWORK_A_SYNCWORD 0x12#define NETWORK_B_FREQ 434000000
#define NETWORK_B_SF SF10
#define NETWORK_B_BW BW250
#define NETWORK_B_CR CR_4_6
#define NETWORK_B_SYNCWORD 0x34
2. 节点识别方案
每个数据包应包含节点ID信息：
#pragma pack(push, 1)
typedef struct {uint16_t nodeId; // 节点唯一标识uint8_t networkId; // 网络标识uint8_t sensorType; // 传感器类型uint32_t timestamp; // 时间戳float sensorValue; // 传感器数据uint16_t crc; // CRC校验
} LoRaDataPacket_t;
#pragma pack(pop)
3. 网关实现
网关需要监听多个网络配置：
// 网关主循环
void GatewayMainLoop(void) {NetworkConfig networks[] = {{NETWORK_A_FREQ, NETWORK_A_SF, NETWORK_A_BW, NETWORK_A_CR, NETWORK_A_SYNCWORD},{NETWORK_B_FREQ, NETWORK_B_SF, NETWORK_B_BW, NETWORK_B_CR, NETWORK_B_SYNCWORD}// 可以添加更多网络配置};while(1) {for(int i = 0; i < sizeof(networks)/sizeof(NetworkConfig); i++) {// 切换到下一个网络配置SwitchNetworkConfig(&networks[i]);// 接收数据（非阻塞方式）ReceiveDataWithTimeout(100); // 100ms接收窗口// 处理接收到的数据ProcessReceivedData();}// 大约每6秒完成一次所有网络的扫描HAL_Delay(100);}
}
4. 节点实现
节点需要配置为特定网络并定期发送数据：
// 节点初始化
void NodeInit(uint16_t nodeId, uint8_t networkId) {// 根据networkId选择网络配置NetworkConfig config = GetNetworkConfig(networkId);// 配置Radio参数Radio.SetChannel(config.frequency);Radio.SetTxConfig(MODEM_LORA, TX_POWER, 0, config.bandwidth,config.spreadingFactor, config.codingRate,LORA_PREAMBLE_LENGTH, FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON,true, 0, 0, IQ_INVERSION_ON, 3000);// 设置同步字RadioSetSyncWord(config.syncword);// 保存节点IDthisNodeId = nodeId;thisNetworkId = networkId;
}// 节点发送数据
void NodeSendData(float sensorValue) {LoRaDataPacket_t packet;// 填充数据包packet.nodeId = thisNodeId;packet.networkId = thisNetworkId;packet.sensorType = SENSOR_TYPE_TEMP;packet.timestamp = HAL_GetTick();packet.sensorValue = sensorValue;packet.crc = CalculateCRC((uint8_t*)&packet, sizeof(packet) - 2);// 发送数据Radio.Send((uint8_t*)&packet, sizeof(packet));
}
5. 避免干扰的策略
- 频率分离：不同网络使用不同频率
- 时间分集：网关在不同时间监听不同网络
- 参数差异化：使用不同的扩频因子(SF)、带宽(BW)和编码率(CR)
- 同步字区分：每个网络使用不同的LoRa同步字
6. 网络管理
// 网络配置结构
typedef struct {uint32_t frequency;RadioLoRaSpreadingFactors_t spreadingFactor;RadioLoRaBandwidths_t bandwidth;RadioLoRaCodingRates_t codingRate;uint8_t syncword;
} NetworkConfig;// 获取网络配置
NetworkConfig GetNetworkConfig(uint8_t networkId) {switch(networkId) {case 1:return (NetworkConfig){433000000, LORA_SF9, LORA_BW_125, LORA_CR_4_5, 0x12};case 2:return (NetworkConfig){434000000, LORA_SF10, LORA_BW_250, LORA_CR_4_6, 0x34};// 添加更多网络配置default:return (NetworkConfig){433000000, LORA_SF9, LORA_BW_125, LORA_CR_4_5, 0x12};}
}
7. 增加RadioSetSyncWord函数
需要在radio.c中添加设置同步字的函数：
void RadioSetSyncWord(uint8_t syncword) {if(SX126xGetPacketType() == PACKET_TYPE_LORA) {SX126xWriteRegister(REG_LR_SYNCWORD, syncword);}
}
总结
这个方案提供了以下关键特性：
- 多网络支持：网关可以监听多个不同的LoRa网络配置
- 节点识别：每个数据包包含节点ID和网络ID
- 干扰避免：通过频率、时间和参数分离减少网络间干扰
- 灵活配置：可以轻松添加新的网络配置
通过这种方式，你可以构建一个能够接收多个不同网络节点数据的网关系统，每个节点可以配置为属于特定的网络，从而避免不同网络间的干扰。