LoRa组网案例5:无线电表,唤醒+总线

案例背景

某用电采集系统,为减少布线和施工的代价,计划使用无线采集方案。在方圆1km的区域,连接400块电表。基于国网电表通信协议,响应时间要求小于10秒。需要和某电表通信时:

  • 先广播该电表号和请求命令,约20字节;
  • 对应表号的电表根据命令发送回复帧,约100字节;
  • 非该表号的电表不予回应。

通信拓扑如下图所示:


提取需求

因素

指标

距离

1000米,墙壁、门等会造成信号衰减

带宽

纯负载带宽:(20 * 8 + 100 * 8)bit / 10s =96bps,属于低带宽要求

功耗

要求,电表由市电供应,但数量庞大,节能意义重要。

规模

400个终端,中等规模无线网络

拓扑

唤醒下发+总线上报

成本

终端数量庞大,硬件成本要最低;不允许有流量费用。

应用LoRa系统

这是一个典型的“长距离,低带宽,低成本”无线网络,可以选用锐米LoRa第二代系统。

空中速率档位=远距离,低速率,可以发挥LoRa超长距离通信能力;

频率=470MHz,免费频段;

射频发射功率=20dBm;

终端节点个数=1(解释:400个终端共享总线,地址全部分配为0x0001)

单次上传最大字节=100

Slot时长=4000ms

注释:GetMinSlotLen(100, RF_SPEED_LOW,SYST_TDMA_WAKE)=3610

二次上报间隔=10000ms

唤醒data最大字节=20

唤醒ack最大字节=0

唤醒间隔=10000ms

注释:GetTime4WakeExchange(20, 0, RF_SPEED_LOW)=2083

唤醒间隔与带宽利用如下图所示:

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