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LoRa 智能组网芯片-快速上手指南与性能评测

时间：2021-01-14 11:19来源：ZLG立功科技·致远电子

摘要：致远电子LoRa智能组网芯片，单芯片具备无线通讯，信号采集，数据运算，数据处理和数据加密等功能，助力您打造一个小而美的无线通讯节点。

LoRa智能组网芯片简介

ZSL42x系列是致远电子自主研发的LoRa智能组网芯片。该产品集成无线收发器，超低功耗MCU，射频收发匹配电路和滤波电路。支持自组网透传协议、LoRaNET、LoRaWAN、LinkWAN、CLAA等软件组网协议。且芯片支持二次开发，拥有256K字节Flash，32K字节SRAM，45个通用IO口，多个SPI,IIC,UART数字接口，内置ADC,DAC等模拟外设，支持AES-256硬件加密。

 
图1  LoRa智能组网芯片功能框图
 
1. 射频性能参数：
l 工作频段：470~510MHz；
l 发射功率：可调，最大21dBm；
l 接收灵敏度：-148dBm（速率0.024kb/s）, -125dBm（速率5.4kb/s）；
l 休眠电流：0.9uA（最低电流），1.7uA（RAM保存，运行协议栈）；
l 接收电流：4.3mA（MCU内核休眠）；
l 发射电流：108mA（21dBm发射），65mA（17dBm发射）；

 
图2  ZSL42x系列LoRa智能组网芯片

如何快速完成一包数据的收发？

ZSL420-EVB是为用户快速上手开发ZSL42x系列LoRa芯片而设计的一款评估套件，搭配致远电子WirelessCfg上位机配置工具，可以快速实现芯片的参数配置、功能验证和性能测试。ZSL420-EVB出厂默认使用的是自组网透传协议，支持AT指令操作，上手最简单。

以下为大家介绍的是最基础的数据收发操作，如需了解更多功能的使用方法，请前往我司官网或在公众号后台询问详细开发手册。

 
图3 ZSL420-EVB评估套件
 
2. 设备连接
选择1块评估板1，通过USB转串口接口与PC连接，打开WirelessCfg配置工具，选择LoRa设备类型，选择正确的串口号，打开串口后连接设备即可。

 
图4 连接设备

3. 设备配置
要使用评估板实现简单的点对点通信，只需要将两个节点的本地地址与目标地址交叉，并为他们配置相同的速率等级和通道号，修改后保存配置即可。可参考下图配置进行修改后保存。

 
图5设备配置
 
4. 远程添加设备
配置成功后，将评估板2上电，在配置工具中选择添加远程设备，通道和工作速率设置成与远程设备一致，设置合适的搜索时间，最后点击搜索即可查询到在线的远程设备。

 
图6 添加远程设备
 
搜索到远程设备后，双击远程设备，修改PanID、速率等级和通道号与评估板1相同，本地地址和目标地址与评估板1交叉，点击保存后，即可实现点对点的无线数据传输。

如需使用自组网、远程升级等高级功能，可前往我司官网或在公众号后台询问详细开发手册资料。

LoRa智能组网芯片实测数据

一般情况下，使用LoRa用户最关心的两个参数是“通信距离”与“功耗”，针对这两项参数我司也单独进行了测试，下面是测试方案及结论。

1. 功耗测试
评估板预留有电流测试接口，将万用表或者电流探头接入电流测试接口即可测量芯片的电流消耗，以休眠电流为例，将跳线帽拔出后，按下休眠按键进入休眠模式，即可测量休眠电流，实测总消耗电流1.7uA。

 
图7 休眠电流数据
 
2. 距离测试
在WirelessCfg配置工具的距离测试功能中，可以对两个节点进行拉距测试，开始测试后会持续收发数据，配置工具中将记录发包数、收包数等信息。

 
图8 开始通信测试

我们选取了最常见的在城市道路进行测试，配置速率等级6，实测在2.4km距离下能够正常通信，满足丢包率小于1%的要求。

实测环境道路中间有树木和车辆遮挡，在空旷环境下效果会更佳。
 
 
 
图9 拉距测试实际环境

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