【RT Thread作品秀】多功能单通道LoRaWAN网关(LiteCoG v1.0) 电路方案

作者:forest-rain 1 概述物联网终极目标是实现万物互联,帮助人类社会实现更高阶的智能化。IoT网关负责海量物联网端侧设备与物联网云端应用的沟通,发挥着承上启下的重要作用,是实现万物互联的关键一环。IoT网关已广泛应用于工业、农业、畜牧业、智能家居、智慧城市等等垂直行业。 LiteCoG(Lite Connect Gateway)是一款小型的、支持多种连接方式的IoT网关,当前的主体功能是一个单\双通道的LoRaWAN网关,北向采用以太网\WiFi\4G Cat1连接,南向通信采用LoRa通信,同时也可支持BLE\RS485等连接方式,具有远距离通信、低成本、方便部署、易扩展等特性,便于市场规模推广。旨在面向智能家居、智慧社区、智慧停车等局域网内、设备容量较小的物联网通信场景,同时由于具备良好的成本优势,也可以作为LoRaWAN网络的补盲设备。 当前实现万物互联所面临的问题与挑战: 如智能家居,目前智能家居还不是社会刚需,因此大规模推广对成本极其敏感,采用高性能的LoRa网关芯片(SX130x)方案,可以满足设计需求,但是成本承压,同时性能过剩。 如智慧社区,智慧社区是放大版的智能家居,也是一个缩小版的社会。随着我国人口日益老龄化,智慧养老社区的需求日益突显,如何解决空巢老人、孤寡老人的监护是我国当前社会面临的一个新难题。构建智慧社区所需庞大的启动资金是一个必须逾越的障碍。 如智慧停车,停车难一直是城市公共交通的长期挑战。海量的车,方便了出行,却受限于终点,通过物联网技术把分散的停车资源利用起来,是缓解停车难的可行方式。 LiteCoG网关基于RT-Thread操作系统,采用LoRa SX126X\SX127X来提供标准LoRaWAN接入能力,可以较大压缩BOM成本;借助LoRa调制的远距离通信能力、低功耗特性,在全屋\社区\小范围停车等应用领域,基本可以非常灵活的部署电池供电的智能设备,非常方便。同时借助RT-Thread强大的软硬件生态资源,可以极大加快产品开发效率,缩短产品上市时间。 LoRaWAN单通道网关(lgwsc) 对接标准LoRaWAN服务器 UDP 利尔达 Unicore 腾讯云 loragw.qcloud.com Class A 支持lgwsc shell命令 支持网关参数配置 支持掉电存储功能 北向连接 Ethernet WiFi 4G Cat1 人机交互 OLED显示屏 2 开发环境软件平台: RT-Thread版本:4.0.3 开发工具及版本:RT Thread Studio 2、MDK5 PessimonUIBuilder 3.0设计器 硬件平台 ART-Pi主板 STM32H750 AP6212 ART-Pi 工业扩展板 以太网、485 ART-Pi 多媒体扩展板 320*480 TFT屏幕 LoRa多功能能扩展板(LRS007) SX1268 LoRa模块 1.3英寸 OLED液晶屏 3 RT-Thread使用情况概述RT-Thread内核: 调度器:多线程(任务)实现 线程间同步:信号量、互斥量 线程间通信:邮箱、消息队列 内存管理:mem pool、memheap管理算法 软件定时器 组件(Compentont): FinSH控制台 设备驱动(Device Drivers) I/O 设备模型 PIN设备 、I2C设备、UART设备、RTC设备、TOUCH设备 WIFI框架 SPI框架 使用 SPI 框架来驱动SPI接口的设备(比如本文中的LoRa SPI模块) 网络(Network) netdev网卡 AT命令 SAL 套接字抽象层 TCP/IP协议栈 lwip轻量级协议栈 常用工具(Utilities) ulog日志 软件包 AT设备软件包:at_device-latest; adbd-v1.1.1 btstack-v0.0.1 CmBacktrace-v1.4.0 EasyFlash-v4.1.0 fal-v0.5.0 littlefs-v2.0.5 JSON软件包 cJSON-latest 网络工具包 netutils-latest webclient软件包 webclient-latest webnet-v2.0.2 web服务器 loragw-packet-forward-latest 单通道lorawan网关软件包 lora-radio-driver-latest lora radio驱动软件包 multi-rtimer 低功耗硬实时定时模块 ft6236-v1.0.0 触摸芯片ft6236驱动 Persimmon柿饼库 其他 ART-Pi SDK开发包 sdk-bsp-stm32h750-realthread-artpi 4 系统设计4.1 典型IoT系统应用框架多功