前言

一、ATK-LORA

ATK-LORA是正點(diǎn)原子推出的一款小體積、微功率、低功耗、高性能的遠(yuǎn)距離 LoRa 無(wú)線串口模塊，該模塊采用高效的 ISM 頻段射頻 SX1278 擴(kuò)頻芯片，其工作頻率為 410MHz~441MHz，信道以 1MHz 頻率為步進(jìn)，共有 32 個(gè)信道，可在線修改模塊的串口速率、發(fā)射功率、空中速率、工作模式和自定義通訊密鑰等各種參數(shù)。ATK-MW1278D 模塊的各項(xiàng)基本參數(shù)，如下表所示：

LORA模塊通過(guò) 6 個(gè) 2.54mm 間距的排針與外部相連接，方便用戶使用和調(diào)試，模塊外觀如下圖所示：

各個(gè)引腳的詳細(xì)描述，如下表所示：

二、AT指令集及工作模式

1. 一般模式
發(fā)射端： 在一般模式下，發(fā)射端模塊接收來(lái)自串口的用戶數(shù)據(jù)，當(dāng)用戶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量達(dá)到 58 字節(jié)時(shí)，發(fā)射端模塊將啟動(dòng)無(wú)線發(fā)射，此時(shí)用戶可以繼續(xù)輸入需要發(fā)射的數(shù)據(jù)，當(dāng)用戶輸入的數(shù)據(jù)小于 58 字節(jié)時(shí)，發(fā)射端模塊將等待 1 個(gè)字節(jié)的時(shí)間，若期間無(wú)用戶數(shù)據(jù)輸入，則將此時(shí)發(fā)射端模塊接收到的所有用戶數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線發(fā)出。當(dāng)發(fā)射端模塊開始發(fā)送第一個(gè)用戶數(shù)據(jù)包的時(shí)候，發(fā)射端模塊的 AUX 引腳將輸出高電平，在發(fā)射端模塊發(fā)射出所有用戶數(shù)據(jù)后，發(fā)射端模塊的 AUX 引腳將輸出低電平，此時(shí)表明數(shù)據(jù)包已全部發(fā)出，用戶可以繼續(xù)通過(guò)串口輸出數(shù)據(jù)。在該模式下發(fā)出的數(shù)據(jù)包，可以被處于一般模式、喚醒模式、信號(hào)強(qiáng)度模式和中繼模式下的接收端模塊接收。

接收端： 在一般模式下，接收端模塊將一直打開無(wú)線接收功能，可以接收來(lái)自一般模式、喚醒模式和信號(hào)強(qiáng)度模式下的發(fā)射端模塊發(fā)出的數(shù)據(jù)包。在接收端模塊接收到數(shù)據(jù)包后，接收端模塊的 AUX 引腳將輸出高電平，隨后大約 2~3ms 后將接收到的數(shù)據(jù)包通過(guò)串口輸出給外部控制器，在所有的無(wú)線數(shù)據(jù)都通過(guò)串口輸出后，接收端的 AUX 引腳將輸出低電平。

2. 喚醒模式
發(fā)射端： 在喚醒模式下，發(fā)射端模塊的工作方式與一般模式下的發(fā)射端工作方式基本一致，唯一不同的地方在于，喚醒模式下的發(fā)射端模塊會(huì)在每個(gè)數(shù)據(jù)包前自動(dòng)地添加喚醒碼（喚醒碼地長(zhǎng)度取決于休眠時(shí)間的配置）。添加喚醒碼的目的是為了喚醒處于省電模式下的接收端模塊，因此處于喚醒模式下的發(fā)射端模塊相較于處于一般模式下的發(fā)射端模塊，發(fā)出的數(shù)據(jù)包能被處于省電模式下的接收端模塊接收。

接收端： 在喚醒模式下，接收端模塊的工作方式于處于一般模式下的接收端模塊一致。

3. 省電模式
發(fā)射端： 在省電模式下，發(fā)射端模塊將處于休眠狀態(tài)，期間串口的接收功能將被關(guān)閉，無(wú)法接收來(lái)自外部串口的數(shù)據(jù)，因此在該模塊下，發(fā)射端模塊不具有無(wú)線發(fā)射功能。

接收端： 在省電模式下，接收端模塊僅能接收來(lái)自喚醒模式下發(fā)射端模塊發(fā)出的無(wú)線數(shù)據(jù)。在該模式下，接收端模塊將會(huì)定時(shí)監(jiān)聽喚醒碼，一旦接收端模塊監(jiān)聽到有效的喚醒碼時(shí)，接收端模塊將持續(xù)處于接收無(wú)線接收狀態(tài)，待整個(gè)有效數(shù)據(jù)包接收完畢后，接收端模塊的AUX 引腳將輸出高電平，隨后大約 2~3ms 后將接收到的數(shù)據(jù)包通過(guò)串口輸出給外部控制器，在所有的無(wú)線數(shù)據(jù)都通過(guò)串口輸出后，接收端的 AUX 引腳將輸出低電平，隨后，接收端模塊將繼續(xù)保持“休眠-監(jiān)聽”的工作狀態(tài)，通過(guò)配置不同的喚醒時(shí)間，將使得處于省電模式下的接收端模塊具有不同的接收響應(yīng)延遲和功耗，用戶應(yīng)在通訊延遲和平均功耗之間取一個(gè)平衡點(diǎn)。

4. 信號(hào)強(qiáng)度模式
信號(hào)強(qiáng)度模式可查看通訊雙方的信號(hào)強(qiáng)度，為評(píng)估通訊雙方的通訊質(zhì)量提供參考，實(shí)際應(yīng)用應(yīng)以實(shí)際的丟包率為評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)射端： 在信號(hào)強(qiáng)度模式下，發(fā)射端模塊的工作方式于處于一般模式下的發(fā)射端模塊的工作方式一致。

接收端： 在信號(hào)強(qiáng)度模式下，接收端模塊將在接收到來(lái)自發(fā)射端的無(wú)線數(shù)據(jù)后輸出信號(hào)強(qiáng)度的信息。

三、傳輸模式

1. 透明傳輸
透明傳輸指的是傳輸?shù)臄?shù)據(jù)完全透明，發(fā)射端模塊串口輸入的發(fā)射數(shù)據(jù)與接收端模塊串口輸出的接收數(shù)據(jù)是一致的。

透明傳輸可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)模塊與一個(gè)或多個(gè)模塊之間的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，只要各個(gè)模塊的配置的設(shè)備地址、信道和空中速率參數(shù)相同，那么這些模塊之間就能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，如下圖所示：

2. 定向傳輸
定向傳輸指的是在發(fā)射端模塊串口的輸入數(shù)據(jù)中包含了指定傳輸對(duì)象模塊的設(shè)備地址和信道信息，發(fā)射端模塊會(huì)將數(shù)據(jù)發(fā)送給與之同一空中速率的指定接收端模塊，指定接收端模塊的串口僅輸出不包含指定傳輸對(duì)象模塊的設(shè)備地址和信號(hào)信息的數(shù)據(jù)。

定向傳輸可以在同一空中速率中實(shí)現(xiàn)發(fā)射端模塊定點(diǎn)地向指定接收端模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，如下圖所示：

3. 廣播和監(jiān)聽
除了透明傳輸和定向傳輸，當(dāng)接收端模塊的設(shè)備地址配置為 0xFFFF 時(shí)，接收端模塊能夠監(jiān)聽相同網(wǎng)絡(luò)地址和空中速率配置的所有數(shù)據(jù)傳輸（監(jiān)聽）；同時(shí)，發(fā)射端模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，能夠發(fā)送給其他相同信道和空中速率配置的接收端模塊（廣播），如下圖所示：

四、上位機(jī)配置

1. 透明傳輸下
保證模塊之前的各配置項(xiàng)相等
發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)直接發(fā)送想要發(fā)送的數(shù)據(jù)即可

2. 定向傳輸下
模塊地址和通信信道可以不同
發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)格式為 模塊地址+通信信道+數(shù)據(jù)

五、stm32通信設(shè)計(jì)

1. 模塊初始化

u8 LoRa_Init(void)
{
   u8 retry=0;
	 u8 temp=1;
	
	 GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
		
	 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//使能PA端口時(shí)鐘
	 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);	//使能復(fù)用功能時(shí)鐘

    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);//禁止JTAG,從而PA15可以做普通IO使用,否則PA15不能做普通IO!!!	
	
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;	    	 	 //LORA_MD0
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 		 //推挽輸出
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		 //IO口速度為50MHz
	 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);	  				 //推挽輸出 ，IO口速度為50MHz
	
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;				 //LORA_AUX
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; 		     //下拉輸入
	 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		 //IO口速度為50MHz
	 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					 //根據(jù)設(shè)定參數(shù)初始化GPIOA.4
	
	 GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource4);
	
	   EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line4;
  	 EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;	
  	 EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;  //上升沿觸發(fā)
  	 EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = DISABLE;              //中斷線關(guān)閉(先關(guān)閉后面再打開)
  	 EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);//根據(jù)EXTI_InitStruct中指定的參數(shù)初始化外設(shè)EXTI寄存器
	
	   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI4_IRQn;			//LORA_AUX
  	 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;//搶占優(yōu)先級(jí)2， 
  	 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x03;		//子優(yōu)先級(jí)3
  	 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = DISABLE; //關(guān)閉外部中斷通道（后面再打開）
   	 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 
	 
		LORA_MD0=0;
		LORA_AUX=0;
	
	 while(LORA_AUX)//確保LORA模塊在空閑狀態(tài)下(LORA_AUX=0)
	 {
		//Show_Str(40+30,50+20,200,16,"模塊正忙,請(qǐng)稍等!!",16,0); 	
		 printf("模塊正忙請(qǐng)稍等\r\n");
		 delay_ms(500);
         
	 }
	 usart3_init(115200);//初始化串口3
	 
	 LORA_MD0=1;//進(jìn)入AT模式
	 delay_ms(40);
	 retry=3;
	 while(retry--)
	 {
		 if(!lora_send_cmd("AT","OK",70))
		 {
			 temp=0;//檢測(cè)成功
			 break;
		 }	
	 }
	 if(retry==0) temp=1;//檢測(cè)失敗
	 return temp;
}

2. 配置LORA的信道、速率、串口、發(fā)射功率、傳輸模式等

void Lora_set(void)
{
    usart3_init(115200);
		usart3_rx(1);//開啟串口3接收
		while(LORA_AUX);//等待模塊空閑
		LORA_MD0=1; //進(jìn)入配置模式
		delay_ms(40);
		Lora_mode=0;//標(biāo)記"配置模式"
		//為防止通信產(chǎn)生干擾可以自己修改這里的模塊配置參數(shù)，如果另一側(cè)是用上位機(jī)接收，
	  //就在上位機(jī)調(diào)試APP中修改為對(duì)應(yīng)的參數(shù)即可，不然兩個(gè)模塊無(wú)法通信
	  lora_send_cmd((u8 *)"AT+CWMODE=0",(u8 *)"OK",200); //設(shè)置為一般模式
	  lora_send_cmd((u8 *)"AT+TMODE=0",(u8 *)"OK",200); //設(shè)置為透明傳輸
	  lora_send_cmd((u8 *)"AT+TPOWER=3",(u8 *)"OK",200); //設(shè)置發(fā)射功率20db
	  lora_send_cmd((u8 *)"AT+WLRATE=24,2",(u8 *)"OK",200); //設(shè)置信道為24，空中速率2.4
		lora_send_cmd((u8 *)"AT+WLTIME=0",(u8 *)"OK",200); //設(shè)置休眠時(shí)間為1S
	  lora_send_cmd((u8 *)"AT+ADDR=00,02",(u8 *)"OK",200); //設(shè)置模塊地址為2
		lora_send_cmd((u8 *)"AT+UART=7,0",(u8 *)"OK",200);//設(shè)置波特率115200，無(wú)校驗(yàn) 
	   
		LORA_MD0=0;//退出配置,進(jìn)入通信 
	  delay_ms(40);
		while(LORA_AUX);//判斷是否空閑(模塊會(huì)重新配置參數(shù))
		USART3_RX_STA=0;
		Lora_mode=1;//標(biāo)記"接收模式"
	  usart3_init(115200);
		Aux_Int(1);//設(shè)置LORA_AUX上升沿中斷	
	
}

3. lora發(fā)送命令

//lora發(fā)送命令
//cmd:發(fā)送的命令字符串(不需要添加回車了),當(dāng)cmd<0XFF的時(shí)候,發(fā)送數(shù)字(比如發(fā)送0X1A),大于的時(shí)候發(fā)送字符串.
//ack:期待的應(yīng)答結(jié)果,如果為空,則表示不需要等待應(yīng)答
//waittime:等待時(shí)間(單位:10ms)
//返回值:0,發(fā)送成功(得到了期待的應(yīng)答結(jié)果)
//       1,發(fā)送失敗
u8 lora_send_cmd(u8 *cmd,u8 *ack,u16 waittime)
{
	u8 res=0; 
	USART3_RX_STA=0;
	if((u32)cmd<=0XFF)
	{
		while((USART3->SR&0X40)==0);//等待上一次數(shù)據(jù)發(fā)送完成  
		USART3->DR=(u32)cmd;
	}else u3_printf("%s\r\n",cmd);//發(fā)送命令
	
	if(ack&&waittime)		//需要等待應(yīng)答
	{
	   while(--waittime)	//等待倒計(jì)時(shí)
	   { 
		  delay_ms(10);
		  if(USART3_RX_STA&0X8000)//接收到期待的應(yīng)答結(jié)果
		  {
			  if(lora_check_cmd(ack))break;//得到有效數(shù)據(jù) 
			  USART3_RX_STA=0;
		  } 
	   }
	   if(waittime==0)res=1; 
	}
	return res;
} 

4. 接收應(yīng)答

//lora發(fā)送命令后,檢測(cè)接收到的應(yīng)答
//str:期待的應(yīng)答結(jié)果
//返回值:0,沒有得到期待的應(yīng)答結(jié)果
//其他,期待應(yīng)答結(jié)果的位置(str的位置)
u8* lora_check_cmd(u8 *str)
{
	char *strx=0;
	if(USART3_RX_STA&0X8000)		//接收到一次數(shù)據(jù)了
	{ 
		USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA&0X7FFF]=0;//添加結(jié)束符
		strx=strstr((const char*)USART3_RX_BUF,(const char*)str);
	} 
	return (u8*)strx;
}

5. AUX中斷設(shè)置

//mode:配置的模式 0:關(guān)閉 1:上升沿 2:下降沿
void Aux_Int(u8 mode)
{
    if(!mode)
	{
		EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = DISABLE;//關(guān)閉中斷
		NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = DISABLE;	
	}else
	{
		if(mode==1)
			 EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising; //上升沿
	    else if(mode==2)
			 EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;//下降沿
		
		EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
		NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;		
	}
	Int_mode = mode;//記錄中斷模式
	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  
    
}

//LORA_AUX中斷服務(wù)函數(shù)
void EXTI4_IRQHandler(void)
{
    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line4))
	{  
	   if(Int_mode==1)//上升沿(發(fā)送:開始發(fā)送數(shù)據(jù) 接收:數(shù)據(jù)開始輸出)     
	   {
		  if(Lora_mode==1)//接收模式
		  {
			 USART3_RX_STA=0;//數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)清0
		  }
		  Int_mode=2;//設(shè)置下降沿觸發(fā)
		  LED0=0;//DS0亮
	   }
       else if(Int_mode==2)//下降沿(發(fā)送:數(shù)據(jù)已發(fā)送完 接收:數(shù)據(jù)輸出結(jié)束)	
	   {
		  if(Lora_mode==1)//接收模式
		  {
			 USART3_RX_STA|=1<<15;//數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)標(biāo)記完成
		  }else if(Lora_mode==2)//發(fā)送模式(串口數(shù)據(jù)發(fā)送完畢)
		  {
			 Lora_mode=1;//進(jìn)入接收模式
		  }
		  Int_mode=1;//設(shè)置上升沿觸發(fā)
          LED0=1;//DS0滅		   
	   }
     Aux_Int(Int_mode);//重新設(shè)置中斷邊沿
	   EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4); //清除LINE4上的中斷標(biāo)志位  
	}	
}

6. 通信測(cè)試

m=LoRa_ReceData();
key=KEY_Scan(0);
if(key==WKUP_PRES)
	u3_printf("Hello Lora");
if(m[0]=='1')
	printf("yes \r\n");

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到了這里，關(guān)于ATK-LORA 無(wú)線通信模塊的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！