Lora_SX1276/SX1278学习总结

一、概述

1、什么是Lora？

如果之前有听过或用过Lora技术的工程师应该都是很清楚的了，Lora本质上上是一种调制方式，就像经常见到的FSK、ASK这种，只不过因为这几年也就Lora这个技术推广的很火，所以也就一直统称Lora了。

Lora是13年SEMTCH正式推出发布的新技术，而且现在市场上芯片也只有SEMTCH这一个厂家能生产。Lora本质的是无线线性扩频调制，牺牲了速率来换取高的灵敏度和抗干扰性。像普通的FSK这种调制技术，需要信号的幅值高于噪声很多才可以，但是Lora的话是在低于噪声的时候还能够提取出来，所以Lora才能够传的更远。

2、Lora发展及使用情况

Lora经过这几年的推广，无论在国内还是在国外都已有很高的知名度。凡是设计无线低功耗传输的行业大部分都已测试过，而且大部分企业已开始正式批量应用这种技术了。所以多方面验证这项技术是可靠的，可以大批量应用的。而且SEMTCH联合多加厂商，在Lora技术的基础上封装完善了一套标准的协议，也就是现在很火的LoraWAN。

二、详细分析

1、Lora技术的优势和缺点：

（1）相比现在大家都知道Lora这项技术的优势就是距离远，绕射性和抗干扰性好。确实是，貌似Lora也就这几个优势。首先是距离远，20dbm的发射功率，在300bps的空中速率下，相对空旷的环境以及离地两米时是可以传将近6公里的。这个距离已经非常远了，老一点的FSK调制，例如A7139这颗老芯片，20dbm的发射功率能够传输1公里就已经很好了。所以在远距离方面Lora是有绝对优势的。另外绕射性和抗干扰性方面，在低于噪音25~30dbm的时候还能够把信号提去出来。Lora调制类似于线性调制，如果用3D的频谱可以很直观的看出Lora信号线性的变化。目前来看市场上主流的SUB 1G模组只有Lora是用的线性调制，其他的比如A7159这种扩频技术，是远远比不过Lora调制的。

（2）Lora的最大的缺点是速率低，若采用相对较大速率的话Lora优势完全体现不出来，所以其远距离是建立在低速率基础上的。就像有的人在选出的时候可以传输10公里甚至15公里。说能传输这么远确实是可以，但是实际的应用环境能达到要求吗？在低于300bps以下的速率几乎就不可用。而且若想要更低的速率对晶振精度的要求也非常高，其模组的成本有的考虑。另外一点就是功耗，Lora的接收电流和20dbm的发射电流都不算低，市场上电流低的片子有很多。所以Lora只适合低速率下远距离、通信频次低、实时性要求不高的场合。

（3）另外一个很严重的问题是Lora模式下没有同步字和地址码。这样话当产品分布很密集的时候会有很严重的干扰问题，当然你可以说划分频点，但这在管理上、安装调试、后期维护上会增加很大的工作量。而且Lora在距离比较近的时候不同频点也能够通信商，而且根本没有规律可言。

2、硬件布局：

（1）有芯片自己做射频的肯定没有什么问题，这样的公司都是有一定射频经验积累的，要不然也不选择这种方案。但后期生产一致性和测试的成本也不少，若良率提不上去，还不如外购模组剩成本。

（2）我司的Lora模组在内部集成了高频开关，所以会比市场上的SPI Lora模组少两个控制发送和接收切换的引脚。有供电、四线SPI、RST、所有的中断脚、天线引脚。在原理图方面可以直接和MCU引脚相连（建议中间加0欧电阻，这样调试时割线方便）。VCC和MCU和VCC供电一样，给模组预留200mA的驱动能力。

（3）PCB方面。如模组放在top层，在top层模组下方是不能有走线，若受尺寸限制特别大，则应避开SX1278芯片，且模组下方的top和bottom层都要敷实铜且多打一些地孔。最重要的是RF走线（模组天线脚到天线焊点之间的走线）。这条线上最好预留π型匹配电路，最少也要预留两个电容（一个并联一个串联），该器件的封装用0402的。这条线需要包地处理，且线宽和与地之间的线间距都要根据板厚来设计，总之一般是设计成50欧阻抗匹配的。

（4）天线放置问题，周围越空越好，不要和外壳由接触，具体的情况再具体分析

关于布局参考示意图和涉及的具体尺寸，如果需要微信联系（593283938），有专门的说明文档。补充一下，如果硬件设计不好，会对性能影响特别大。

3、软件代码：

（1）代码这个东西出现的问题千奇百怪，有的时候SPI通信都没有问题，但就是再发送的时候检测不到DIO0拉高的现象。或者是进入Sleep的时候总是失败，但是换成操作FSK模式进入Sleep的命令就可以，还有就是用硬件SPI控制的时候速率也有要求，建议前期调试时用1Mhz的SPI速率，避免过大和过小的问题。

（2）FHSS这个功能国内一般用不到，所以代码中几乎涉及不到；

（3）CAD功能简单说一下，CAD设计两个比较重要的中断，CAD Done和CAD Detect中断。这两个中断一个是检测到前导码就会产生CAD Done中断接收并计算，如果对了再产生CAD Detect中断，之后再切成接收模式准备接收数据。

（4）另外一种低功耗应用是不用CAD这种方式，通过MCU来控制Sleep、TX和RX三个状态的切换，这种方式和CAD做比较的话成功率会低一些但是功耗会小一些，所以在做具体应用的时候还需要仔细评估。

关于代码驱动有需要的朋友可以微信联系（593283938），目前已经整理好了STM32L0和STM32F1的模拟SPI驱动、MSP430的硬件和模拟SPI的驱动。

三、以上中是想到什么写什么，有很多地方并未涉及到，有什么问题再具体探讨，在此就不赘述了。