LoRa无线通信设计(三)小区环境测试

引言

我们在《LoRa无线通信设计(一)原理》中解释了LoRa扩频通信带来更长的通信距离的原理：http://blog.csdn.net/jiangjunjie_2005/article/details/47857259。

在微功率无线通信中典型的应用场景是3种：

• 空空距离通信：如连接湖、河、平原、山丘等自然区域的机械设备和传感器；
• 住宅区域通信：如连接小区、工厂、商场的灯光和烟雾报警器等；
• 跨楼层通信：如连接家庭水、燃气、电、热等表计；

在小区环境通信中，无线电信号会受到高层建筑物的阻碍，无法做到直线传播。当绕射的信号到达接收器时比较微弱，需要接收灵敏度高的机制才能保证通信。LoRa通信距离远，抗干扰能力强，那么它在一个住宅小区里的通信性能如何呢？我们一起看看小区测试情况。

一．测试小区

我们挑选了一个成熟的小区，该小区有5334户，高层建筑（18层和32层）有64栋，容积率3.95（密度较大）。该小区的实景图如下：

 

二．测试方法

我们使用iWL881A无线通信模块进行测试，该产品由长沙市锐米通信科技有限公司研制，www.rimelink.com，属于LoRa长距离低功耗产品，实物图片如下。有想了解该产品低功耗特性的朋友，请参考博文：
http://blog.csdn.net/jiangjunjie_2005/article/details/47700597

iWL881A共支持10个档位，每个档位的速率如下表：

档位	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
速率(bps)	66	132	243	443	887	1602	2876	5084	10168	20334
长度	2	4	8	16	32	64	128	252	252	252

 

在不同的通信速率下测试数据帧的长度不同，通信数据为随机数据，外加2字节的CRC16校验。以第10档为例，随机数据长度为252字节，外加2字节校验，即通信帧总长为254字节。

发射器每发送一帧数据后进入等待状态，如果接收到接收器的回应后，再发送下一帧数据，通过统计发送帧数目和接收帧数据，可以计算出通信成功率。

接收器每接收到通信帧，闪烁LED1，表明接收到数据包；然后对数据校验CRC16，如果正确则回应数据帧，闪烁LED2灯。

我们把发射器放置东北角的25楼，拿接收器在小区行走，通过观看LED灯的闪烁可以得知通信成功与否。

三．测试结果

我们挑选了2、4、6、8、10，共5个偶数档位在小区进行测试，测试如果如下表。当通信速率位于第2档时，即132.5bps，可以单跳覆盖整个小区。

四．测试总结

从上面的测试数据看，真正单跳覆盖一个小区时，通信速率已经低于1kbps。换句话说，LoRa在小区通信是可以做到长距离，前提是通信量少。比较适合小区应用包括：温湿度监测，PM2.5，人和车流量监测，用电用水信息，灯光控制，烟雾报警，停车位监测，保安巡更等，当然更大的市场是水表和燃气表的集抄（这个我们有专门的博文介绍）。

LoRa无线应用于小区通信可以取得比较高的成本收益。想象下，仅通过一次性投入，即购买基础设备（终端+管道+云服务器，经常称为“端管云系统”，详情请参考：http://www.rimelink.com/nd.jsp?id=20&_np=109_328），就可以实现小区的智能化，没有诸如GPRS的流量开销，不用像光纤或网线的布线施工，用电池供电无需接入繁杂的电缆。智慧小区，离我们越来越近了。