STM32WL是全球一款将LoRa®收发器集成到其芯片的MCU,符合工业和消费类广域物联网LPWAN各种无线应用场景的要求,是真正意义上一款LoRa®SOC。瑞兴恒方基于该STM32WL SOC设计开发了新一代超小尺寸功能极其强大的LoRa®模组RHF0M0E5。得益于瑞兴恒方在LoRa®/LoRaWAN®领域的多年技术积累和沉淀,集成精简AT指令的RHF0M0E5模组不仅完美支持全球LoRaWAN®协议栈,而且针对广泛的物联网应用需求和客户应用痛点做了诸如精准时钟校准、功耗优化、Class B下行控制模式、组播通信、中继通信、FUOTA(无线远程升级)等一系列的性能提升措施,以解决客户面临的众多物联网应用问题。这些措施也让瑞兴恒方提供的物联网解决方案区别于其他竞争对手产品,更加适合低功耗广域物联网的应用。
以下简单介绍RHF0M0E5全新支持的三个重要功能和应用场景:
1) LoRaWAN中继功能,降低部署成本。
大家已经熟知基于LoRaWAN®协议的低功耗广域网技术一个突出的特点就是远距离通信,单网关覆盖半径经常可以达到3-5km甚至10km的距离。可是和所有的无线通信技术一样,LoRaWAN®网络部署同样面临复杂环境存在覆盖盲区的问题。而解决覆盖盲区的办法通常是增加网关,这就势必大大增加系统成本。而有些地方(像地下室、偏远山区),即使增加网关,又会面临无法解决网关的回传网络等诸多问题。
RHF0M0E5和RHF3MR01组成的LoRaWAN®中继通信系统,则完美地解决了上述困扰。RHF3MR01作为LoRaWAN®中继器,可以与所有符合标准LoRaWAN®协议的NS服务器进行通信。内置RHF0M0E5模组的终端则在OTAA入网时自动识别是否通过中继还是直接通过网关实现入网:当终端在入网时直接通过LoRaWAN®网关收到服务器的入网许可,则终端入网之后按照标准的LoRaWAN® Class A模式进行数据上传;当终端只收到中继回复的入网许可时,则立即转入中继模式进行数据上传。RHF3MR01中继器内置一颗单信道的STM32WL SOC和8500mAh电池,可接入数十个终端节点设备,并且满足3年以上的电池寿命。极低成本的RHF0M0E5+RHF3MR01中继器完整解决方案将大大降低整个系统的部署和维护成本。
2) 组播通信,支持低功耗(Class B)模式下的群组控制。
瑞兴恒方在上一代的LoRaWAN®产品就已经实现基于LoRaWAN® Class C模式下的广播及组播通信,该方案已经广泛应用于市电供电设备的群组控制,比如路灯的组播控制和电表的群组抄读等等。在新一代的STM32WL模组RHF0M0E5上,我们进一步升级组播通信功能,并且实现了基于超低功耗Class B模式下的组播通信机制。基于Class B 模式的组播通信能实现实时送达广播指令,终端侧下行控制响应时间达到秒级(与功耗有关,最快能做到3s以内),平台侧确认下行传输成功的总响应时间(253 个设备,冗余传输保证 100% 成功率)典型耗时 3 - 6 分钟。
瑞兴恒方提供的LoRaWAN组播通信系统具备以下特点:
提供端至云的完整数据解决方案
兼容 LoRaWAN 标准多播组协议,并且支持Class B和Class C模式下的组播通信
兼容 LoRaWAN 基于多播组的文件传输协议
非确认下行数据包发送
完善的多播组设备同步机制
基于 LoRaWAN 标准的扩展特性
默认每个编组最多支持 253 个设备
确认广播包下行发送(协议层自动处理握手)
节点侧基于 TDMA 算法的自动回复机制
基于 IDMap 的节点点名回复机制,提升多播组传输效率
3) FUOTA功能支持无线远程升级应用程序。
众所周知,低功耗广域物联网具有低功耗、低速率、远距离的特点,所以物联网传感器终端一般都采用电池供电,而且安装的环境有可能也是非常恶劣和难以触及的地方。终端设备一旦部署到现场时,如果发现设备应用程序存在问题或者后期需要对应用程序进行功能升级,工程人员将不得不到现场进行本地升级操作,这种方式无疑会造成巨大的后期人力成本投入。这些问题迫切需要一种基于LoRaWAN®的OTA升级应用程序的解决方案。瑞兴恒方不仅基于RHF0M0E5设计了Class B的超低功耗广播模式,并且设计了FDBT文件传输协议。这个解决方案几乎完美地发挥了LoRaWAN®的低功耗远距离的优势,同时又规避了低速率低数据量带来的众多无线传输问题。
当有文件传输需求时,在NS 端建立多播组,并绑定对应设备,创建文件传输任务。首先NS 会计算文件的CRC32 校验值,并将文件以48 字节为单位进行分包处理,最后一包数据不足48 包字节以0 填充。完成以上操作后,NS 会下发一个握手包,握手包包含了文件相关信息,如文件大小,包数,包长,CRC 校验等。节点端收到握手包后,会判断文件信息的合法性,并进行应答。NS 端收到有效的应答后,启动文件的传输。传输启动后,节点端将不再对接收到的数据包做应答,为了保证文件的完整性,引入了先进的前向纠错算法(FEC)。当文件传输完成,用户可以通过串口读取到保存在模组flash 中的文件(64k)。用户通过mcu 的IAP 技术,便可进行远程升级固件,或者更新用户默认配置文件。
RHF0M0E5模组基本特点
超小尺寸:
12mm x 12mm x 2.5mm
28 pins SMT
超低功耗:
2.0uA睡眠电流
6.7mA接收机电流
110mA发射机电流@21dBm
高性价比
基于STM32WL SoC单芯片
内嵌Semtech新一代LoRa®芯片SX126x IP’s内核
集成高性能MCU,Flash 256KB/ RAM 64KB
高可靠性
-40 to 85℃温度实验
内置看门狗
外设丰富
20个GPIO,其中包括有UART、LPUART、SPI、I2C、PWM、ADC等等
功能强大
支持全球标准LoRaWAN®协议栈
CN470,CN470ALID,EU868,AS923(AS923-1,AS923-2,AS923-3),IN865,US915,AU915等等
支持Class A/B/C三种模式
支持基于Class B/C下的组播通信
支持中继通信
支持FUOTA传输大尺寸文件升级应用程序
关于瑞兴恒方
瑞兴恒方网络(深圳)有限公司是一家专注于新一代物联网技术创新和研发,为客户和市场提供端到端的物联网解决方案的高科技公司。公司拥有世界先进的研发团队和现代化的研发设备,并以追求卓越的品质和绝对领先的创新为自己的使命。公司产品覆盖智能表计、智慧消防、智能楼宇、工业控制等物联网领域,提供各类终端节点模组,网关,云服务器和APP整套解决方案。目前,公司已经被认定为高新技术企业,在物联网领域获得几十项发明专利、实用新型专利和软件著作权,并已成为Lora联盟会员和CLAA联盟会员,获得国内外业界的广泛认可。更多信息,敬请访问公司网站:http://www.risinghf.com/。
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