在 LoRa 中可以达到 50 公里以上的范围吗?

物联网 树莓派 劳拉 罗拉万
2021-06-04 00:48:47

我读过这篇文章,其中说我可以使用 LoRa 模块行驶 50 公里。

但是当我阅读产品说明时,它说内置范围只有 16 公里,所以我显然需要一个天线。但是我可以使用什么样的天线才能让我的 16 公里 LoRa 模块达到 50 公里?

这样的事情起作用吗?

3个回答

LoRa 协议似乎可以达到至少 440 公里的范围(即没有 GSM 中的飞行时间假设)。

回答这个问题的正确方法是查看您的传输/接收安排的链路预算。虽然基本的计算很简单,但知道正确的计算方法并不是那么简单。

为了接收可用的信号,接收器需要一定的信噪比(由可容忍错误率和调制特性决定)。您可能会找到一些有关如何计算此值的在线示例(对于 LoRa 或类似的东西)。

信号来自发射功率,加上天线增益,减去自由空间损耗(范围计算)减去非视距的任何阴影,加上天线增益。

噪声来自接收环境或热噪声(以最大者为准)和放大器噪声系数,以及接收器中未进行延迟补偿的任何多径干扰。

假设使用简单的天线(球形均匀辐射)可以实现 16 公里的范围,那么您要求范围增加 3.125 倍或功率增加 9.77 倍。这很方便,大约为 10 dB,因此作为粗略的近似值,您需要在每一端的“普通”天线上方有 5 dB 的天线增益。如果您的目标是每端 7 dB,这将为您未考虑的其他因素、装配中的缺陷等提供很小的余量。

更复杂的是,所引用的 16 公里范围似乎在靠近地球的天线的地平线内,但要达到 50 公里的视线,您需要将一端或两端提高许多米。

首先,顺便说一下,您的问题无法回答,因为没有人能说出在未知环境中什么会起作用。例如,如果两个模块之间有一个巨大的山丘,或者一个大城市,那么它就行不通。但是,如果您的模块连接到高度为 38 公里的气球,那么您可能很好。

虽然气球的高度为 38.772 公里(约 127204.7 英尺),靠近德国和荷兰边境的某个地方,但它被波兰弗罗茨瓦夫的物联网节点发现,距离为 702.676 公里,或约 436英里。

但我认为是更现实的数据。他们实现了大约 18.3 公里,具有良好的视线和比您连接的天线更好的天线

  • 有可能实现更大的范围,尤其是使用更高增益的网关天线 [...]

  • 为了获得最佳范围性能,视线或近视线是可取的。建议将关口天线(例如,在建筑物或桅杆上)与现场调查一起升高,以确定安放关口天线的最佳位置。[...]

  • 城市环境中的范围超出了本测试的范围,但在具有一定程度建筑物渗透的城市环境中,1-2 公里(取决于环境)应该是可能的。

总结增加范围:

  • 抬高你的天线。
  • 使用增益更高的天线。
  • 使用定向天线而不是全向天线。

但请记住,最终您将始终受到环境的限制。

这是关于值得阅读的主题相当详细的研究

试试八木天线。接收器和发射器都需要天线,并且它们必须相互对齐(直接视线)。仅仅几度的不准确就会导致接收不良。网上有各种 DIY 八木天线指南,以及可以计算 868MHz 天线和巴伦所需尺寸的开源八木计算器程序。您可以在大多数五金店(Home Depot、Lowes)购买大部分用品,例如粗铜线或铝棒。您可能需要在网上寻找 SMA 适配器(了解 SMA 和 RP-SMA 之间的区别)来连接天线和合适的同轴电缆。如果您打算尝试一下,我建议您购买 RTL-SDR(20 美元)用于无线电调试。不过我怀疑你能跑到 50 公里。如果您将功率级别提高到足以达到 50 公里的范围,至少在美国,您” d 可能违反了 FCC 法律。我认为最大功率是 25mW