因?yàn)閼?yīng)用在廣闊的行業(yè)內(nèi)，在傳感器、執(zhí)行器、供電、通信延時(shí)等不同的要求，讓LoRaWAN的End Node呈現(xiàn)種類繁多的形態(tài)。同時(shí)，80%的共性還是存在的，包括：整體架構(gòu)、LoRaWAN協(xié)議棧、軟件開(kāi)發(fā)模式等。
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1 整體架構(gòu)
一般說(shuō)來(lái)，一個(gè)End Node硬件包括以下四部分：
MCU：實(shí)現(xiàn)LoRaWAN協(xié)議棧、控制LoRa射頻、驅(qū)動(dòng)外設(shè)和實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序；
LoRa radio：實(shí)現(xiàn)LoRa信號(hào)接收與發(fā)送；
外設(shè)：驅(qū)動(dòng)傳感器、控制I/O端口等；
供電：通過(guò)電池或市電給整個(gè)系統(tǒng)提供電源。
一個(gè)End Node的軟件包括：
驅(qū)動(dòng)層：主要是驅(qū)動(dòng)總線，從而與LoRa射頻、傳感器和執(zhí)行器通信；
中間件：包括LoRaWAN協(xié)議棧和能耗管理；
應(yīng)用層：滿足用戶的業(yè)務(wù)需求，如采集數(shù)據(jù)并初步加工，定時(shí)上傳等。
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2 產(chǎn)品方案
設(shè)計(jì)一個(gè)End Node至少有3種方案：chipset、module和modem。
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2.1 Chipset
硬件：選購(gòu)一款低功耗的MCU，采購(gòu)SX127x射頻芯片，設(shè)計(jì)RF電路，實(shí)現(xiàn)PCB，調(diào)試天線和射頻匹配，連接傳感器或執(zhí)行器。
軟件：MCU實(shí)現(xiàn)LoRaWAN協(xié)議棧，控制SX127x射頻電路，驅(qū)動(dòng)外設(shè)，實(shí)現(xiàn)用戶應(yīng)用。
優(yōu)點(diǎn)：取得最大靈活性，硬件成本可控。
缺點(diǎn)：難度大，周期長(zhǎng)，研發(fā)和測(cè)試成本高。
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2.2 Module
硬件：連接傳感器或執(zhí)行器。
軟件：MCU實(shí)現(xiàn)LoRaWAN協(xié)議棧，驅(qū)動(dòng)外設(shè)，實(shí)現(xiàn)用戶應(yīng)用。
優(yōu)點(diǎn)：省去硬件設(shè)計(jì)，有成熟的開(kāi)發(fā)與測(cè)試平臺(tái)。
缺點(diǎn)：自行實(shí)現(xiàn)LoRaWAN，軟件方面有挑戰(zhàn)。![]()
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2.3 Modem
硬件：選購(gòu)一款低功耗MCU，通過(guò)UART（或SPI等）連接LoRa Modem，連接傳感器或執(zhí)行器。
軟件：MCU控制LoRa Modem，驅(qū)動(dòng)外設(shè)，實(shí)現(xiàn)用戶應(yīng)用。
優(yōu)點(diǎn)：難度小，時(shí)間短，研發(fā)和測(cè)試成本低。
缺點(diǎn)：硬件成本高，LoRaWAN協(xié)議棧升級(jí)依賴廠商。
針對(duì)上面三種方案，一個(gè)EndNode該如何選擇呢？這依賴下表的因素。
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3 軟件開(kāi)發(fā)
一個(gè)End Node的軟件開(kāi)發(fā)依賴上述三種方案的選擇：
Chipset：根據(jù)MCU選擇合適的IDE（如：IAR或Keil等），是否需要移植OS，移植官方的LoRaWAN協(xié)議棧，可以從以下鏈接獲取官方源代碼：https://github.com/LoRa-net/LoRaMac-node
Module：一般而言，供應(yīng)商提供IDE、OS等平臺(tái)，用戶需要實(shí)現(xiàn)或管理LoRaWAN。
Modem：這是難度最小的方案，根據(jù)Modem提供的命令集，初始化LoRaWAN協(xié)議棧，讀取和發(fā)送數(shù)據(jù)包。
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4 選擇天線
工作在470MHz（中國(guó)地區(qū)）的End Node，1/4波長(zhǎng)的天線約16.0cm。有3種可選的天線方案。
專用OEM天線：設(shè)計(jì)專用的天線可以達(dá)到最佳的發(fā)射功率和接收靈敏度，然而，這需要一個(gè)高品質(zhì)的天線廠商，成本較高。
PCB天線：對(duì)覆銅的要求高，走線的曲直和寬窄都影響天線的性能。
1/4波長(zhǎng)天線：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但容易因天線長(zhǎng)度和繞線而引入個(gè)體誤差，在使用中需要保證天線外形穩(wěn)定，否則會(huì)影響性能。
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5 降低功耗
節(jié)能是一個(gè)細(xì)致功夫，它包括：MCU選型、電路設(shè)計(jì)、管腳控制、工作模式、開(kāi)關(guān)外設(shè)和軟件算法等。考察一個(gè)End Node的功耗，至少需要了解以下5種模式的功耗和占空比（該模式占用多長(zhǎng)的時(shí)間）。
休眠：MCU，RF和外設(shè)都關(guān)閉，一般僅RTC工作；
空閑：除MCU外，其他都關(guān)閉；
運(yùn)行：除RF外，其他（包括MCU和外設(shè)）運(yùn)行；
接收：偵聽(tīng)或接收一個(gè)數(shù)據(jù)包；
發(fā)射：發(fā)射一個(gè)數(shù)據(jù)包；
關(guān)于節(jié)能更多資料請(qǐng)鏈接：http://www.rimelink.com/nd.jsp?id=53&_np=107_316
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6 固件升級(jí)
以下2個(gè)原因限制了通過(guò)LoRa無(wú)線升級(jí)End Node的固件：
LoRa速率低，并且ISM頻段有duty cycle法規(guī)，不適合傳輸較大的數(shù)據(jù)塊；
每個(gè)End Node有2個(gè)Key（NwkSKey和AppSKey）的密鑰，除非它們的Key都相同，否則無(wú)法組播（或廣播）升級(jí)固件。
可見(jiàn)，固件的升級(jí)還是依賴廠商使用特殊的工具，如：通過(guò)UART或USB升級(jí)，通過(guò)藍(lán)牙或紅外升級(jí)等。
