LoRa模塊 LoRa1280實(shí)地測(cè)距

測(cè)試是我司客戶進(jìn)行的實(shí)地測(cè)距，進(jìn)行測(cè)距的產(chǎn)品是我司LoRa模塊LoRa1280，LoRa1280的工作頻率范圍是2.4GHz，支持船型UART接口和SPI接口，在測(cè)試過(guò)程中只使用了SPI接口。LoRa1280支持LoRa帶寬為203KHz，406KHz，812KHz和1625KHz。

第一次測(cè)試：短距離測(cè)試

測(cè)試工具：

將LoRa模塊 LoRa1280插入到面包板上進(jìn)行的，最初的時(shí)候沒(méi)辦法將LoRa模塊 LoRa1280插入到面包板中，客戶自己制作了一個(gè)適配器，如圖：

測(cè)試環(huán)境：

客戶居住的地方叫什羅普郡的沃爾科特大廳，房子面前有一個(gè)很大的露天場(chǎng)地

下圖是第一次測(cè)試的結(jié)果（圖中是一些初步測(cè)距代碼和測(cè)試距離）

第二次測(cè)試：遠(yuǎn)距離測(cè)試

測(cè)試工具:

首先，先將LoRa模塊 LoRa1280連接上2.4GHz天線，還制作了一些Mikrobus和面包板，如圖：

較大的綠色PCB是客戶設(shè)計(jì)的基于ATMega328P的Mini Logger。它可以配備Mikrobus兼容板插頭。LoRa模塊 LoRa1280需要比標(biāo)準(zhǔn)Mikrobus模塊提供的更多引腳，因此客戶在Busy和DI03引腳的兩側(cè)為正常8添加了兩個(gè)引腳。LoRa模塊 LoRa1280設(shè)計(jì)是用于標(biāo)準(zhǔn)的2 x 8路Mikrobus插座。這要求連接到Mikrobus AN引腳的引腳是雙模擬數(shù)字引腳。

測(cè)試環(huán)境：

在客戶居住的加的夫北部有一個(gè)山脊，位置比客戶房子位于城市的位置高約150M。從山脊可以欣賞到城市的美景，客戶的房子上連接6M桅桿頂部的LoRa1280無(wú)線發(fā)射模塊，從山脊到桅桿上的設(shè)備有一條相對(duì)清晰的視線，距離為4.4km。

客戶自己編寫(xiě)了測(cè)距軟件，它首先以高功率（10dBm?。┌l(fā)送測(cè)距請(qǐng)求并報(bào)告測(cè)距請(qǐng)求是否完成。然后降低發(fā)射功率并進(jìn)行另一個(gè)測(cè)距請(qǐng)求。通過(guò)這種方式，可以計(jì)算出測(cè)距工作所需的最小功率。

在4.4公里的鏈路上，測(cè)距范圍降至-14dBm。因此，如果使用全功率，10dBm，則該測(cè)試表明測(cè)距可能有超過(guò)69km的工作。從4.4公里的測(cè)試結(jié)果來(lái)看，LoRa模塊 LoRa1280可以勝任更長(zhǎng)的距離，所以客戶打算測(cè)量從卡迪夫北部穿過(guò)布里斯托爾河道到門(mén)迪普丘陵的40公里山頂?shù)缴巾數(shù)囊暰€距離。

40km測(cè)距測(cè)試

40公里連接測(cè)試的加的夫位置位于城市北部（海拔264米），40公里視線的另一端是位于布里斯托爾通道另一側(cè)的Mendips的Black Down（海拔325米）

地圖上的馬可尼（Marconi）路線是馬可尼先生在1897年第一次水上無(wú)線電傳輸?shù)牡胤健?該路線在路線中間具有良好的視線和足夠的高度，以減少菲涅耳區(qū)域效應(yīng)，請(qǐng)參見(jiàn)下面的剖面圖。

在加的夫一端有一個(gè)LoRa模塊 LoRa1280測(cè)距接收器固定在一個(gè)桿上，另一個(gè)用于基本鏈路測(cè)試。以下是40km測(cè)試環(huán)境：

在Mendips端，有一組匹配的設(shè)備，一個(gè)用作測(cè)距測(cè)試發(fā)起者/發(fā)射器，另一個(gè)用于接收基本鏈路測(cè)試包。將結(jié)果記錄到微型SD卡中以供以后分析。

在加的夫端，LoRa模塊 LoRa1280測(cè)距接收器將在Mendips端監(jiān)聽(tīng)發(fā)射機(jī)的測(cè)距請(qǐng)求并發(fā)送響應(yīng)。兩端使用基本的2dBi天線。

在Mendips端，測(cè)距請(qǐng)求發(fā)送器將在測(cè)試序列開(kāi)始時(shí)發(fā)出長(zhǎng)蜂鳴聲，發(fā)送10dBm的測(cè)距請(qǐng)求，然后發(fā)送9dBm，8dBm等。如果測(cè)距請(qǐng)求成功，那么將是短蜂鳴聲。因此，為了在測(cè)距停止工作時(shí)計(jì)算功率水平，您只需要聽(tīng)到長(zhǎng)嗶聲，然后計(jì)算短蜂鳴聲。

測(cè)距的LoRa設(shè)置為SF10和帶寬406KHz，這是SX1280允許測(cè)距模式的最長(zhǎng)范圍設(shè)置。在最長(zhǎng)范圍模式下應(yīng)該存在8dBm的鏈路缺點(diǎn)，SX1280可以設(shè)置為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)LoRa。 

測(cè)量計(jì)算

由于客戶還沒(méi)有在測(cè)距測(cè)試代碼中完全實(shí)現(xiàn)測(cè)距結(jié)果計(jì)算，因此程序?qū)臏y(cè)距結(jié)果寄存器（3個(gè)字節(jié)）中讀取結(jié)果，并將結(jié)果記錄到記錄器上的SD卡中。用于上述4.4km測(cè)距測(cè)試的路徑用于測(cè)試和校準(zhǔn)測(cè)距功能。在Google地圖上測(cè)量的地面距離為4.42km。SX1280的平均測(cè)距結(jié)果為24515.這給出了0.1803米的轉(zhuǎn)換系數(shù)。

Cardiff to Mendips鏈接的平均測(cè)距結(jié)果為225982.應(yīng)用0.1803轉(zhuǎn)換因子給出了40.745km的距離。從Google地圖獲取的距離為40.65公里。因此，SX1280測(cè)距的實(shí)際測(cè)量值為+ 0.2％。

總結(jié)

在40km鏈路上接收到的測(cè)距請(qǐng)求低至4dBm。這意味著在10dBm的潛在范圍為80km LOS。即使是兩端適度改進(jìn)的天線（參見(jiàn)上面的天線比較）也可以使這個(gè)范圍加倍。

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式，SF12和帶寬203KHz的最長(zhǎng)范圍設(shè)置應(yīng)該在上述測(cè)距設(shè)置SF10和帶寬406KHz上具有8dBm的鏈路優(yōu)勢(shì)。將此8dBm鏈路優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)換為測(cè)距設(shè)置，表明在200km區(qū)域內(nèi)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)是LoRa的潛在范圍。

實(shí)際測(cè)試人：Stuart Robinson