连接智慧城市、农业和工业系统,实现跨公里范围的安全 LoRaWAN® 通信
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硬件概览
它是如何工作的?
LR 16 Click 基于 Würth Elektronik 的 WIRL-LORA Daphnis-I (2618011181000) LoRaWAN® 模块,该模块围绕 STM32WLE5CCU6 芯片设计,提供低功耗、长距离的无线连接能力。该模块支持 LoRaWAN® 和专有通信模式,包括点对点、星型和网状拓扑结构,为开发者提供了高度灵活的平台,适用于多种应用。该开发板工作于 EU868 频段,输出功率为 13.4dBm,同时保持超低功耗,非常适合电池供电和高能效的嵌入式设计。其 LoRaWAN® 模式完全符合 1.0.4 规范,并支持 A、B 和 C 类设备,而专有模式则通过 4 字节寻址方案实现广播、多播和单播通信,提供可靠且可扩展的网络选项。LR 16 Click 可支持广泛的物联网与工业应用,从智慧城市与智能家居(如停车、计量和环境监测),到农业与医疗系统(用于农作物、牲畜及设备追踪)。它同样适用于物流、车队管理与运输中的空间利用,以及智能工厂中
的预测性维护和供应链优化。该 Click 开发板采用了全新的 MIKROE “Click Snap” 功能,与标准化版本的 Click board 不同,它允许通过断开 PCB 将主传感器/IC/模块区域独立出来,从而带来更多实现方式。得益于 Snap 特性,2618011181000 模块可以直接通过 1-8 引脚访问其信号,实现独立运行。此外,Snap 部分还预留了固定的螺丝孔位,便于用户在所需位置进行安装。该模块通过 UART 接口与主 MCU 通信,使用标准 UART RX 与 TX 引脚进行高效数据传输。默认通信速率为 115200bps,支持基于 AT 指令的数据交互。开发板还提供一个未焊接的 J1 接口,暴露了关键的启动控制引脚以及固件升级专用的 UART 引脚,便于高级配置、现场更新或恢复操作。除接口引脚外,板上还集成一个复位 (RST) 引脚,可在必要时对模块进行硬复位,并设计了适用于 MIKROE 6 针 Needle Cable 的 SWD 焊盘,为用户提供可选的
SWD 调试接口功能。LR 16 Click 还具备多种附加功能提升可用性与可控性。WAKE-UP 按键可唤醒休眠模式下的模块,而 RESET 按键则提供快速复位功能。这些功能同样可以通过 mikroBUS™ 引脚 WUP 和 RST 数字化控制,提升灵活性。板载两枚 LED 指示灯可即时反馈模块工作状态,其中绿色 DT LED 用于指示数据收发活动,蓝色 NET LED 用于指示网络连接状态,当成功连接 LoRaWAN® 或专有网络时会点亮。模块还配备了一个 u.Fl 天线接口,支持 MIKROE 提供的橡胶 868MHz 天线和 IPEX-SMA 转接线,实现灵活高效的连接。该 Click 开发板仅支持 3.3V 逻辑电平。在与不同逻辑电平的 MCU 连接时,必须进行适当的电平转换。同时,它配套提供了库函数和示例代码,可作为进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32G474R MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno
V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效
和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M4
MCU 内存 (KB)
512
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
128k
你完善了我!
配件
Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
软件支持
库描述
LR 16 Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。
示例描述
此示例演示了如何使用 LR 16 Click 开发板,在 P2P 网络模式下展示两个 Click 开发板之间的通信。
关键功能:
lr16_cfg_setup- 此函数将 Click 配置结构初始化为初始值。lr16_init- 此函数初始化该 Click 开发板所需的所有引脚和外设。lr16_reset_device- 此函数通过切换复位引脚逻辑状态来复位设备。lr16_cmd_run- 此函数向 Click 模块发送指定命令。lr16_cmd_set- 此函数为 Click 模块的指定命令设置值。
应用初始化
初始化驱动程序和日志记录器。
应用任务
应用任务分为几个阶段:
LR16_POWER_UP- 为设备上电,执行出厂复位并读取系统信息。LR16_CONFIG_EXAMPLE- 将设备配置为 LoRa P2P 网络模式。LR16_EXAMPLE- 通过与另一块 LR 16 Click 开发板交换消息来执行 LoRa P2P 测试示例。
开源
代码示例
完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio。 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。
/*!
* @file main.c
* @brief LR 16 Click Example.
*
* # Description
* This example demonstrates the use of LR 16 Click board by showing
* the communication between two Click boards configured in P2P network mode.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver and logger.
*
* ## Application Task
* Application task is split in few stages:
* - LR16_POWER_UP:
* Powers up the device, performs a device factory reset and reads system information.
* - LR16_CONFIG_EXAMPLE:
* Configures device for the LoRa P2P network mode.
* - LR16_EXAMPLE:
* Performs a LoRa P2P example by exchanging messages with another LR 16 Click board.
*
* ## Additional Function
* - static void lr16_clear_app_buf ( void )
* - static void lr16_log_app_buf ( void )
* - static err_t lr16_process ( lr16_t *ctx )
* - static err_t lr16_read_response ( lr16_t *ctx, uint8_t *rsp )
* - static err_t lr16_power_up ( lr16_t *ctx )
* - static err_t lr16_config_example ( lr16_t *ctx )
* - static err_t lr16_example ( lr16_t *ctx )
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "lr16.h"
#include "conversions.h"
#include "generic_pointer.h"
#define DEMO_TEXT_MESSAGE "MIKROE - LR 16 Click board"
// Application buffer size
#define APP_BUFFER_SIZE 600
#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200
/**
* @brief Example states.
* @details Predefined enum values for application example state.
*/
typedef enum
{
LR16_POWER_UP = 1,
LR16_CONFIG_EXAMPLE,
LR16_EXAMPLE
} lr16_app_state_t;
static lr16_t lr16;
static log_t logger;
static uint8_t app_buf[ APP_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
static lr16_app_state_t app_state = LR16_POWER_UP;
/**
* @brief LR 16 clearing application buffer.
* @details This function clears memory of application buffer and reset its length.
* @note None.
*/
static void lr16_clear_app_buf ( void );
/**
* @brief LR 16 log application buffer.
* @details This function logs data from application buffer to USB UART.
* @note None.
*/
static void lr16_log_app_buf ( void );
/**
* @brief LR 16 data reading function.
* @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #lr16_t object definition for detailed explanation.
* @return @li @c 0 - Read some data.
* @li @c -1 - Nothing is read.
* See #err_t definition for detailed explanation.
* @note None.
*/
static err_t lr16_process ( lr16_t *ctx );
/**
* @brief LR 16 read response function.
* @details This function waits for a response message, reads and displays it on the USB UART.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #lr16_t object definition for detailed explanation.
* @param[in] rsp Expected response.
* @return @li @c 0 - OK response.
* @li @c -2 - Timeout error.
* @li @c -3 - Command error.
* See #err_t definition for detailed explanation.
* @note None.
*/
static err_t lr16_read_response ( lr16_t *ctx, uint8_t *rsp );
/**
* @brief LR 16 power up function.
* @details This function powers up the device, performs device factory reset and reads system information.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #lr16_t object definition for detailed explanation.
* @return @li @c 0 - OK.
* @li @c != 0 - Read response error.
* See #err_t definition for detailed explanation.
* @note None.
*/
static err_t lr16_power_up ( lr16_t *ctx );
/**
* @brief LR 16 config example function.
* @details This function configures device for LoRa P2P example.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #lr16_t object definition for detailed explanation.
* @return @li @c 0 - OK.
* @li @c != 0 - Read response error.
* See #err_t definition for detailed explanation.
* @note None.
*/
static err_t lr16_config_example ( lr16_t *ctx );
/**
* @brief LR 16 example function.
* @details This function performs a LoRa P2P example by exchanging messages with another LR 16 Click board.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #lr16_t object definition for detailed explanation.
* @return @li @c 0 - OK.
* @li @c != 0 - Read response error.
* See #err_t definition for detailed explanation.
* @note None.
*/
static err_t lr16_example ( lr16_t *ctx );
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
lr16_cfg_t lr16_cfg; /**< Click config object. */
/**
* Logger initialization.
* Default baud rate: 115200
* Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
* @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX
* are defined as HAL_PIN_NC, you will
* need to define them manually for log to work.
* See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
*/
LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
log_init( &logger, &log_cfg );
log_info( &logger, " Application Init " );
// Click initialization.
lr16_cfg_setup( &lr16_cfg );
LR16_MAP_MIKROBUS( lr16_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( UART_ERROR == lr16_init( &lr16, &lr16_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
app_state = LR16_POWER_UP;
log_printf( &logger, ">>> APP STATE - POWER UP <<<\r\n\n" );
}
void application_task ( void )
{
switch ( app_state )
{
case LR16_POWER_UP:
{
if ( LR16_OK == lr16_power_up( &lr16 ) )
{
app_state = LR16_CONFIG_EXAMPLE;
log_printf( &logger, ">>> APP STATE - CONFIG EXAMPLE <<<\r\n\n" );
}
break;
}
case LR16_CONFIG_EXAMPLE:
{
if ( LR16_OK == lr16_config_example( &lr16 ) )
{
app_state = LR16_EXAMPLE;
log_printf( &logger, ">>> APP STATE - EXAMPLE <<<\r\n\n" );
}
break;
}
case LR16_EXAMPLE:
{
lr16_example( &lr16 );
break;
}
default:
{
log_error( &logger, " APP STATE." );
break;
}
}
}
int main ( void )
{
/* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
#ifdef PREINIT_SUPPORTED
preinit();
#endif
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
return 0;
}
static void lr16_clear_app_buf ( void )
{
memset( app_buf, 0, app_buf_len );
app_buf_len = 0;
}
static void lr16_log_app_buf ( void )
{
for ( int32_t buf_cnt = 0; buf_cnt < app_buf_len; buf_cnt++ )
{
log_printf( &logger, "%c", app_buf[ buf_cnt ] );
}
}
static err_t lr16_process ( lr16_t *ctx )
{
uint8_t rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
int32_t overflow_bytes = 0;
int32_t rx_cnt = 0;
int32_t rx_size = lr16_generic_read( ctx, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
if ( ( rx_size > 0 ) && ( rx_size <= APP_BUFFER_SIZE ) )
{
if ( ( app_buf_len + rx_size ) > APP_BUFFER_SIZE )
{
overflow_bytes = ( app_buf_len + rx_size ) - APP_BUFFER_SIZE;
app_buf_len = APP_BUFFER_SIZE - rx_size;
memmove ( app_buf, &app_buf[ overflow_bytes ], app_buf_len );
memset ( &app_buf[ app_buf_len ], 0, overflow_bytes );
}
for ( rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ )
{
if ( rx_buf[ rx_cnt ] )
{
app_buf[ app_buf_len++ ] = rx_buf[ rx_cnt ];
}
}
return LR16_OK;
}
return LR16_ERROR;
}
static err_t lr16_read_response ( lr16_t *ctx, uint8_t *rsp )
{
#define READ_RESPONSE_TIMEOUT_MS 60000
uint32_t timeout_cnt = 0;
lr16_clear_app_buf ( );
lr16_process( ctx );
while ( ( 0 == strstr( app_buf, rsp ) ) &&
( 0 == strstr( app_buf, LR16_RSP_ERROR ) ) &&
( 0 == strstr( app_buf, LR16_RSP_PARAM_ERROR ) ) &&
( 0 == strstr( app_buf, LR16_RSP_BUSY_ERROR ) ) &&
( 0 == strstr( app_buf, LR16_RSP_TEST_PARAM_OVERFLOW ) ) &&
( 0 == strstr( app_buf, LR16_RSP_NO_NETWORK_JOINED ) ) &&
( 0 == strstr( app_buf, LR16_RSP_RX_ERROR ) ) &&
( 0 == strstr( app_buf, LR16_RSP_DUTYCYCLE_RESTRICTED ) ) &&
( 0 == strstr( app_buf, LR16_RSP_CRYPTO_ERROR ) ) &&
( 0 == strstr( app_buf, LR16_RSP_INVALID_MODE ) ) &&
( 0 == strstr( app_buf, LR16_RSP_INVALID_ROLE ) ) )
{
lr16_process( ctx );
if ( timeout_cnt++ > READ_RESPONSE_TIMEOUT_MS )
{
lr16_log_app_buf( );
lr16_clear_app_buf( );
log_error( &logger, " Timeout!" );
return LR16_ERROR_TIMEOUT;
}
Delay_ms( 1 );
}
Delay_ms ( 200 );
lr16_process( ctx );
lr16_log_app_buf( );
if ( strstr( app_buf, rsp ) )
{
log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
return LR16_OK;
}
return LR16_ERROR_CMD;
}
static err_t lr16_power_up ( lr16_t *ctx )
{
err_t error_flag = LR16_OK;
log_printf( &logger, ">>> Reset device.\r\n" );
lr16_reset_device( &lr16 );
while ( LR16_OK == lr16_process( ctx ) )
{
lr16_log_app_buf( );
lr16_clear_app_buf ( );
}
log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
log_printf( &logger, ">>> Check communication.\r\n" );
lr16_cmd_run( &lr16, LR16_CMD_AT );
error_flag |= lr16_read_response( &lr16, LR16_RSP_OK );
log_printf( &logger, ">>> Factory reset.\r\n" );
lr16_cmd_run( &lr16, LR16_CMD_FACTORY_RESET );
error_flag |= lr16_read_response( &lr16, LR16_RSP_OK );
log_printf( &logger, ">>> SW reset.\r\n" );
lr16_cmd_run( &lr16, LR16_CMD_RESET );
error_flag |= lr16_read_response( &lr16, LR16_EVT_READY );
log_printf( &logger, ">>> Get device firmware version.\r\n" );
lr16_cmd_get( ctx, LR16_CMD_GET_FW_VERSION );
error_flag |= lr16_read_response( ctx, LR16_RSP_OK );
log_printf( &logger, ">>> Get device serial number.\r\n" );
lr16_cmd_get( ctx, LR16_CMD_GET_SERIAL_NUMBER );
error_flag |= lr16_read_response( ctx, LR16_RSP_OK );
return error_flag;
}
static err_t lr16_config_example ( lr16_t *ctx )
{
err_t error_flag = LR16_OK;
#define OPERATING_MODE_P2P "1"
log_printf( &logger, ">>> Set LoRa P2P operating mode.\r\n" );
lr16_cmd_set( ctx, LR16_CMD_SET_OPERATING_MODE_USER, OPERATING_MODE_P2P );
error_flag |= lr16_read_response( ctx, LR16_RSP_OK );
log_printf( &logger, ">>> SW reset.\r\n" );
lr16_cmd_run( &lr16, LR16_CMD_RESET );
error_flag |= lr16_read_response( &lr16, LR16_EVT_READY );
#define P2P_RX_ENABLE "1"
log_printf( &logger, ">>> Enable P2P RX.\r\n" );
lr16_cmd_set( ctx, LR16_CMD_P2P_RX, P2P_RX_ENABLE );
error_flag |= lr16_read_response( ctx, LR16_RSP_OK );
return error_flag;
}
static err_t lr16_example ( lr16_t *ctx )
{
err_t error_flag = LR16_OK;
uint8_t msg_hex[ 201 ] = { 0 };
uint8_t byte_hex[ 3 ] = { 0 };
uint8_t mac_addr[ 20 ] = { 0 };
uint8_t rssi[ 10 ] = { 0 };
uint8_t cnt = 0;
memset( msg_hex, 0, sizeof ( msg_hex ) );
for ( cnt = 0; ( cnt < strlen ( DEMO_TEXT_MESSAGE ) ) && ( cnt < 100 ); cnt++ )
{
uint8_to_hex ( DEMO_TEXT_MESSAGE[ cnt ], byte_hex );
strcat ( msg_hex, byte_hex );
}
log_printf( &logger, ">>> Send message: \"%s\".\r\n", ( char * ) DEMO_TEXT_MESSAGE );
lr16_cmd_set( ctx, LR16_CMD_P2P_BROADCAST_TX, msg_hex );
error_flag |= lr16_read_response( ctx, LR16_EVT_P2P_TX_RESP );
memset( msg_hex, 0, sizeof ( msg_hex ) );
log_printf( &logger, ">>> Waiting for a P2P response [60s timeout].\r\n" );
error_flag |= lr16_read_response( ctx, LR16_EVT_P2P_RX_DATA );
if ( LR16_OK == error_flag )
{
uint8_t * __generic_ptr start_ptr = strstr( app_buf, LR16_EVT_P2P_RX_DATA );
uint8_t * __generic_ptr end_ptr = NULL;
if ( start_ptr )
{
start_ptr = start_ptr + strlen ( LR16_EVT_P2P_RX_DATA );
end_ptr = strstr ( start_ptr, "," );
memcpy ( mac_addr, start_ptr, end_ptr - start_ptr );
start_ptr = end_ptr + 1;
end_ptr = strstr ( start_ptr, "," );
memcpy ( rssi, start_ptr, end_ptr - start_ptr );
start_ptr = end_ptr + 1;
end_ptr = strstr ( start_ptr, "," );
start_ptr = end_ptr + 1;
end_ptr = strstr ( start_ptr, "\r\n" );
memcpy ( msg_hex, start_ptr, end_ptr - start_ptr );
for ( cnt = 0; cnt < strlen ( msg_hex ); cnt += 2 )
{
msg_hex[ cnt / 2 ] = hex_to_uint8 ( &msg_hex [ cnt ] );
}
msg_hex[ cnt / 2 ] = 0;
log_printf( &logger, ">>> Parse received message.\r\n" );
log_printf ( &logger, " Message: %s\r\n", msg_hex );
log_printf ( &logger, " MAC address: %s\r\n", mac_addr );
log_printf ( &logger, " RSSI: %s\r\n", rssi );
log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
}
}
Delay_ms ( 1000 );
return error_flag;
}
// ------------------------------------------------------------------------ END
额外支持
资源
类别:远距离无线通信


































