如今处于物联网时代，随着物联网的快速发展，无线通信技术也得以迈步发展，在物联网网络层的多种连接技术里，不仅需要速率和稳定性更高的5G技术，也需要低功耗、远距离、大连接的低功耗广域网络技术。LoRa是一个低功耗局域网无线标准，它的名字是远距离无线电，属于物理层的一种调制技术，采用线性调制扩频的方式，能显著提高接收灵敏度，实现了比其它调制方式更远的通信距离。此外，LoRa技术不需要建设基站，一个网关便可控制较多设备，并且布网方式较为灵活，可大幅度降低建设成本。

        LoRa因其功耗低，传输距离远，组网灵活等诸多特性与物联网碎片化、低成本、大连接的需求十分的契合，因此被广泛部署在智慧社区、智能家居和楼宇、智能表计、智慧农业、智能物流等多个垂直行业，前景广阔。

我公司也紧随物联网时代的通讯技术发展，结合自身数据采集产品特点发布无线数据采集模块系统解决方案，为广大用户提供更方便的状态监测应用方案。

快速入门

  这里以集中器轮询唤醒的工作模式为例，介绍集中器与节点从设置到组网再到通信的过程，帮助用户快速搭建自己的LoRa应用平台。详细介绍请见《LG220说明书》3.1章节与3.2章节。

注：文档中集中器轮询唤醒、被动唤醒、被动轮询模式为同一模式。

前期准备物品：

1.中泰联创数据采集模块（适用RM4018/RM417/USB7660/USB7410/7411）

2.USR-LG220集中器以及配件

3.USR-LG206-L-C DTU终端以及配件

4.LoRa天线（标配）、网线一条

5.连接RS485 A、B端子所用导线2条

6.LoRa设置软件

中泰联创DAQ设备（这里以USB7410为例）

USB-7410是远端热电偶采集模块,适用于各类工业现场,可采集16路K，E，S，T，N型热电偶温度值，自带冷端补偿。具备USB2.0、RS232、RS485（支持Modbus-RTU协议）三种通讯接口，与上位机实时通信。

产品特点：

通道数：差分16路+冷端补偿

热电偶类型：K（出厂标准）（可定制E，J，B，R，S，T，N）

通讯输出数值方式：电压值或温度值

信号输入范围：0~5mV，0~50mV，0~500mV，0~2.5V

温度测量范围：-270℃~1232℃（此处针对K偶）

测量精度：±0.5℃

A/D转换分辨率：18bit

A/D转换时间：16次/秒

A/D采样周期：1次/秒(典型值)

处理芯片：AT89C51

通讯方式：RS232/RS485接口（可定制成Modbus-RTU协议)、USB接口

驱动距离：800米/RS485、15米/RS232、3米/USB

通迅格式：9600—8/N/1

通讯协议：被动查询

隔离电压：≥500V

设备具体参数和端子定义可见USB7410数据采集模块硬件说明书

设备有线通讯方式示意图：

Modbus-RTU通讯测试界面

读取16通道数据，发送命令（16进制数据格式）：

Modbus-RTU协议说明可见：USB7411数据采集模块MODBUS-RTU通讯协议解析文档

基于LoRa无线传输系统搭建示意图：

外接单个串口模块

（级联方式）外接多个串口模块

如果您已购买 USR-LG220 集中器和 USR-LG206-L-C DTU 终端会有如下配件：

产品概述

        USR-LG206-L-C是一款支持集中器通信协议的低频半双工 LoRa 数传终端，使用串口进行收发，降低了无线应用的门槛，实现外部串口设备和 LoRa集中器的互转通信。LoRa 具有功率密度集中，抗干扰能力强的优势，本产品通讯距离可达 2000m（空旷视距）。

        USR-LG206-L-C工作的频段为：398~525Mhz，使用串口进行数据收发，降低了无线应用的门槛，可实现用户MCU通过LoRa技术与集中器通信。终端模块支持被动唤醒模式。模块入网时会自动获取自己的工作模式。

USR-LG206-L-C DTU 终端基本功能框图：

        USR-LG220是一款基于低功耗广域网LoRa私有协议的物联网基站集中器，通过USR私有协议实现集中器与终端模块自由组网、集中器与服务器通讯。

该产品主要特点：

智能自组网，可自动为入网节点分配信道，减少现场施工难度

可以实现对终端节点的管理、状态显示

支持以太网、4G、WIFI的联网方式

支持丰富的状态指示灯

WIFI登录集中器，网页设置参数方便、快捷

集中器可以自动下发数据、上传服务器数据，减少服务器端开发量

独立管理通道管理终端入网，安全可靠、避免干扰

支持MQTT、Socket等常见通讯协议，方案实用性强

可以为物联网设备提供远距离、低功耗、多设备挂载、安全、双向的数据通信服务

        USR-LG220支持1个有线WAN口、1个WIFI无线局域网、支持4G网络接口，联网功能丰富多彩，方便用户铺设自己的网络，更能多方位保障数据网络传输不丢失。LoRa私有协议使得通信更加简单、安全、可靠，用户无需关心协议，配套集中器和模块经过简单配置即可进行通信。

        USR-LG220支持的LoRa频率为398MHz~525MHz，标配的LoRa天线支持的频段为470MHz~510MHz，如果用户设置的LoRa频率超过天线所支持的频率范围，通信质量可能较差，需用户自行更换支持所设置频段的天线。

USR-LG220集中器整体功能演示图：

        USR-LG220-L主要功能：通过USR私有协议将集中器和众多LoRa模块组成一个有序的通讯网络；集中器自主管理节点入网，用户可以通过网页设置LoRa参数；由集中器实现数据下发和接收LoRa节点数据，然后集中器将有效数据上传服务器。

集中器的工作模式中支持集中器轮询唤醒。

  适用领域：适合智能表计及闸控、粮仓温湿度监控、Modbus轮询应用及产品改造等应用领域。

  集中器设该模式后，入网节点模块将进入被动唤醒状态，此时集中器会按照web设置下发前导码（前导码时长和唤醒周期一致）唤醒在网该信道的所有节点，并把数据传输给节点；数据下发后，若集中器收到模块回复的数据会立即下发下一条数据，否则等到接收时间超时下发下一条数据。

无线组网设置

设置节点（USR-LG206-L-C终端）

使用节点配套的电源适配器给LoRa终端上电，使用串口线连接LoRa终端的RS232接口与电脑RS232接口，打开USR_LoRa软件，选择LG206-C。

（详细步骤可参考：USR_LoRa设置软件使用说明）

选择串口号→“打开串口”（波特率选项默认为115200）→“进入配置状态”→“读取参数”→修改参数值→“一键设置所有参数”

1）参数查询操作如下图所示：

注：进入配置模式频繁失败

（1）请先确定串口线是否是好的，保证串口线能够正常使用；

（2）确定串口波特率是否选择正确；

（3）给设备重新上电，看是否能够正常打印开机信息：“LoRa Start！”

（4）按“Reload”按键后重新进入配置状态（波特率默认为115200）

2）参数设置（设置应用ID、信道、速率）操作如下图所示：
应用ID设为 00000002、节点ID为 00010E62、速率等级设为 5、信道设为 72，然后点击“一键设置所有参数”。

以上设置参数为设备默认参数，详见：【说明书】USR-LG206-L-C V1.0.9.pdf第5页默认参数表。这里波特率应要设为9600（此参数以外部串口设备为准），节点ID见设备背面设备ID标识。设置完成后关闭串口。

        应用 ID 要与集中器设置的应用 ID 一致,信道要与集中器通道 1 设置的信道一致，速率要与集中器通道 1 设置的速率一致，在同一个集中器的 LoRA 网络内节点的 ID 要保证唯一。 （见下面“设置集中器”章节）
节点上电后会发送入网请求给集中器，入网成功后在集中器配置网页的 “集中器信息”一栏中可以查看入网的节点的信息：

注：
①当设置完成后想要再次进行参数修改，则需要重新点击进入配置状态，然后进行参数配置；
②当设置参数频繁失败，请尝试重新给设备上电或重新开关串口，然后再次进行参数设置。

设置集中器（USR-LG220-L-10）
首先在集中器处于断电状态下接入LoRa天线，然后使用配套的电源适配器给集中器供电，如下图所示：

通道说明：

l通道一（管理信道）：节点模块入网管理

l通道二、三、四为数据通道：入网后与模块进行数据交互

l节点入网时管理信道为节点分配到数据通道上

l节点入网后由数据通道进行数据收发

l需要注意的是管理信道速率、应用ID和信道要与入网节点参数一致否则无法入网。

集中器上电启动完成后（等待约1分钟）用PC或移动端可以搜索到集中器的WIFI热点，通过无线方式登入web管理页面设置LoRa参数，默认的SSID为USR-LG220-L-xxxx，xxxx为集中器MAC地址的后四位。

        连接 WIFI,连接成功，打开浏览器，地址栏输入 设备ip，回车即可进入登陆界面。输入密码（初始密码为 root）即可进入集中器配置网页：

        打开集中器设置界面，选择服务器设置（集中器服务器设置），协议类型选择 TCP client，服务器 IP 地址/域名填写自己的 TCP 服务器的 IP 地址或域名与端口号，填写本地端口，选中立即更新，点击保存。                                    
这里在服务器PC上先查看下本机无线局域网参数：

        选择基本设置（集中器→基本设置），集中器轮询模式选择集中器轮询唤醒，设置应用ID（与节点应用ID相同），设置节点数量（大于等于实际节点数量），选择立即更新，点击保存。

数据传输实现

外接单个串口模块

将外部串口设备（这里是USB7410）的RS485通讯端子与USR-LG206-L-C终端的RS485端口A，B端子相连。

轮询唤醒模式功能描述：

  使用此模式前客户需要先设置集中器相关参数，设置完成后集中器即处于轮询状态，节点入网，集中器回复入网信息并保存节点信息，当入网节点数大于0或者数据库中已存在入网节点时，集中器会根据所设唤醒周期、轮询周期、轮询超时时间来周期性发送唤醒数据唤醒节点，自动匹配数据通道（通道二、三、四）并将用户设置的唤醒数据下发给节点。

  节点收到数据后做出相应动作并回复相关数据，完成一次数据交互；此后节点进入休眠，集中器等待下一个周期下发第二条唤醒数据，此模式下最多设置16条唤醒数据，当一条唤醒数据轮询完成所有节点（保存在数据库中的已入网节点）后会更换第二条轮询数据，等到下一个轮询周期再次重复以上步骤，当所有轮询数据轮询完成时，等待轮询周期结束后会从数据库中已保存的第一条数据开始重新轮询唤醒。

  轮询唤醒模式需要对Web三处进行设置：基本设置、数据通道设置和轮询数据设置（web设置10s后生效）。

首先打开集中器设置界面，选择基本设置（集中器基本设置），设置集中器轮询参数：唤醒周期、轮询周期、轮询超时：

打开集中器设置界面，选择（管理通道）通道一（集中器通道一），设置与USR-LG206-L-C终端信道、速率相同参数：

打开集中器设置界面，对数据通道进行设置（集中器通道二、通道三、通道4）：

注：数据通道的速率和信道设置应该避免重复，防止干扰。即通道二、三、四中设置的速率与信道各不相同，且都与通道一不同。

最后打开集中器设置界面，选择轮询数据设置（集中器轮询数据设置），设置集中器轮询数据：

  在被动唤醒模式下，需要集中器下发相应数据可以在“轮询数据设置”填写数据，数据格式为十六进制（务必按照16进制设置），一组最大支持64字节；下发数据条数可设置（十进制），可最大设置16组数据轮询下发。

  第一组数据依次下发给该通道所有设备，等待轮询周期结束，第二组数据依次下发给该通道所有设备，依次类推。

这里设置1条（组）数据，轮询数据（即数据1）为USB7410的读取命令。

选择立即更新，点击保存。

（重启集中器（系统→重启→执行→重启）至此集中器设置完毕，等待集中器重启完成）此时若节点入网成功后在集中器配置网页的“集中器→信息”一栏中可以查看上报数据的情况：

可在服务器端运行“串口通讯软件 2.1”软件进行数据传输测试：

  从上图接收区显示的时间，我们可以看到外部设备串口不断输出我们之前在集中器web上设置好的时间间隔轮询应答数据。

用户可在服务端端开发应用程序：

运行Labview示例显示

集中器与服务器传输协议（被动轮询）

当集中器收到节点数据时（被动轮询模式），集中器会向服务器发送数据包，格式如下：

l常见问题与注意事项

节点无法入网：

1.检查集中器是否正常通电（如果通电，PWR灯会长亮）

2.检查节点是否通电正常工作（如果正常工作,节点Work灯约每秒闪烁一次）

3.节点重新上电

4.节点重新上电后检查集中器的LoRa指示灯是否会闪烁（闪烁则表示LoRa通信正常）

5.检查节点通道参数（信道、速率、应用ID等）是否与集中器管理通道一致

6.节点是否是与集中器配套模块（是高频还是低频）

7.通道二、三、四信道是否设置相邻产生干扰

8.LoRa天线是否距离太近或交缠在一起

注意事项：

1.集中器安装位置需距离建筑物边缘至少有20度的俯角，距离建筑物墙面至少有50cm的间隙

2.将LoRa全向天线尽量远离其他天线，天线低于建筑物的最高点

3.天线安装时要跟地面垂直，这样天线性能才能达到最佳

4.在集中器设备、集中器接入网络线、网关上的天线要做好防雷保护措施(电涌放电器/避雷器)，天线和馈线需接地

5.注意集中器的LAN口IP与WAN口IP不要冲突，否则会造成网络通信异常