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20 分钟

使用 RN2903 和 PIC32MZ2048EFM100 远距离收集和传输数据

915MHz 长距离收发器:通向未来的桥梁

LR 2 Click with Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 6月 24, 2024

点击板

LR 2 Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

凭借我们的915MHz收发器,您可以在农业、环境监测和工业控制领域解锁新的可能性,这得益于其卓越的范围和穿透能力。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LR 2 Click基于Microchip Technology的RN2903,这是一款低功耗、基于长距离RF技术的收发模块。它具有符合Class A LoRaWAN标准的堆栈,优化用于鲁棒的LoRaWAN网络,抗干扰能力强,适合长距离无线操作。它提供了高干扰免疫力的长距离扩频通信。结合-148dBm的接收灵敏度和18.5dBm的集成放大器,允许实现长达15公里的开阔区域链接(根据模块制造商的规格)。该Click板™提供300kbps的FSK调制数据速率和12500bps的LoRa技术调制数据速率,适用于美国、加拿大、澳大利亚和新西兰的915MHz ISM频段应用。要加入LoRaWAN网络,RN2903需要一个LoRaWAN集中器/网关。终端设备必

须使用唯一的终端地址、应用会话密钥和网络会话密钥。第一种方法称为空中激活(OTAA),在特定连接程序后分配这些密钥。第二种方法是使用UART命令手动分配这些密钥,这种方法称为个性化激活(ABP),可能存在一些安全问题。在任何情况下,终端设备在通信之前都必须在LoRaWAN网络上激活。LR 2 Click通过UART接口与MCU通信,使用常用的UART RX和TX引脚,包括硬件流控制引脚CTS和RTS(清除发送、准备发送),数据传输速率可达57600bps。有三组命令用于配置和操作RN2903的各个层(SYSTEM、MAC和RADIO)。每层控制模块的特定区域,每个UART命令以控制层

名称的缩写开头。该模块还具有非易失性存储器(EEPROM),用于存储配置设置和一些附加数据。此外,该Click板™可以通过mikroBUS™插座上的硬件复位引脚(标记为RST)进行复位,通过将该引脚设置为低逻辑电平来实现。LR 2 Click具有50Ω阻抗的SMA天线连接器,因此可以配备MIKROE提供的适合915MHz的天线。该Click板™可以通过VCC SEL跳线选择在3.3V或5V逻辑电平下运行,这样,3.3V和5V的MCU都可以正确使用通信线路。此外,该Click板™配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

LR 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF 开发板是一个完全集成的 32 位开发平台,特点是高性能的 PIC32MZ EF 系列(PIC32MZ2048EFM),该系列具有 2MB Flash、512KB RAM、集成的浮点单元(FPU)、加密加速器和出色的连接选项。它包括一个集成的程序员和调试器,无需额外硬件。用户可以通过 MIKROE 

mikroBUS™ Click™ 适配器板扩展功能,通过 Microchip PHY 女儿板添加以太网连接功能,使用 Microchip 扩展板添加 WiFi 连接能力,并通过 Microchip 音频女儿板添加音频输入和输出功能。这些板完全集成到 PIC32 强大的软件框架 MPLAB Harmony 中,该框架提供了一个灵活且模块化的接口

来应用开发、一套丰富的互操作软件堆栈(TCP-IP、USB)和易于使用的功能。Curiosity PIC32 MZ EF 开发板提供了扩展能力,使其成为连接性、物联网和通用应用中快速原型设计的绝佳选择。

Curiosity PIC32MZ EF double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

2048

硅供应商

Microchip

引脚数

100

RAM (字节)

524288

你完善了我!

配件

橡胶天线GSM/GPRS直角是我们广泛阵容中所有GSM Click boards™的完美伴侣。这款专用天线旨在通过令人印象深刻的功能优化您的无线连接。其宽频率范围覆盖824-894/1710-1990MHz或890-960/1710-1890MHz,能够处理各种频段,确保无缝且可靠的连接。天线具有50欧姆的阻抗和2dB的增益,增强了信号接收和传输。其70/180MHz的带宽为多种应用提供了灵活性。垂直极化进一步提升了其性能。天线的最大输入功率容量为50W,即使在苛刻的条件下也能确保强大的通信。这款天线长度紧凑,仅为50毫米,并配有SMA公头连接器,橡胶天线GSM/GPRS直角是您的无线通信需求的多功能且紧凑的解决方案。

LR 2 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
RA9
RST
UART RTS
RPD4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
UART CTS
RF13
INT
UART TX
RPD10
TX
UART RX
RPD15
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

LR 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity PIC32 MZ EF作为您的开发板开始。

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product7 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Curiosity PIC32 MZ EF MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

软件支持

库描述

该库包含 LR 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • lr_mac_tx - 用于写入MAC参数的函数

  • lr_join - 用于设置连接模式的函数

  • lr_tick_conf - 定时器配置

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 2 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example shows the usage of the LR 2 Click board by transmitting and receiving data.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs default configuration and reads System version.
 *
 * ## Application Task
 * Transmitter mode - sends a desired message each second and checks if it is sent successfully.
 * Receiver mode - displays all the received characters on USB UART.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "lr2.h"
#include "conversions.h"

// Comment out the line below in order to switch the application mode to receiver
#define DEMO_APP_TRANSMITTER

#define PROCESS_COUNTER 5
#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 300

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static lr2_t lr2;
static log_t logger;

uint8_t resp_buf[ 50 ];
uint8_t send_message[ 9 ] = { 'M', 'i', 'k', 'r', 'o', 'E', 13, 10, 0 };

/**
 * @brief LR 2 data reading function.
 * @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
 * @return Nothing.
 * @note None.
 */
static void lr2_process ( void );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    lr2_cfg_t lr2_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.
    lr2_cfg_setup( &lr2_cfg );
    LR2_MAP_MIKROBUS( lr2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == lr2_init( &lr2, &lr2_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    lr2_default_cfg( &lr2, 0, 0 );
    lr2_process( );

    lr2_cmd( &lr2, LR2_CMD_SYS_GET_VER, resp_buf );
    log_printf( &logger, " System VER: %s \r\n", resp_buf );
    
    lr2_cmd( &lr2, LR2_CMD_MAC_PAUSE, resp_buf );
    log_printf( &logger, " MAC PAUSE: %s \r\n", resp_buf );

    lr2_cmd( &lr2, LR2_CMD_RADIO_SET_WDT, resp_buf );
    log_printf( &logger, " RADIO SET WDT 0: %s \r\n", resp_buf );
    
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    log_printf( &logger, " Application Mode: Transmitter\r\n" );
#else
    log_printf( &logger, " Application Mode: Receiver\r\n" );
#endif
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    lr2_process( );
    
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    uint8_t hex_buf[ 50 ] = { 0 };
    uint8_t cnt = 0;
    for ( cnt = 0; cnt < strlen( send_message ); cnt++ ) 
    {
        uint8_to_hex( send_message[ cnt ], &hex_buf[ cnt * 2 ] );
    }
    if ( LR2_OK == lr2_tx( &lr2, hex_buf ) ) 
    {
        log_printf( &logger, " Sent message: %s", send_message );
        log_printf( &logger, " Response : %s\r\n", resp_buf );
    }
    Delay_ms ( 1000 );
#else
    if ( LR2_OK == lr2_rx( &lr2, LR2_ARG_0, resp_buf ) ) 
    {
        uint8_t text_buf[ 20 ] = { 0 };
        uint8_t hex_buf[ 3 ] = { 0 };
        uint8_t cnt = 0;
        for ( cnt = 0; cnt < ( strlen( resp_buf ) - 10 ); cnt += 2 )
        {
            hex_buf[ 0 ] = resp_buf[ 10 + cnt ];
            hex_buf[ 1 ] = resp_buf[ 11 + cnt ];
            text_buf[ cnt / 2 ] = hex_to_uint8( hex_buf );
        }
        log_printf( &logger, "Received message: %s\r\n", text_buf );
    }
#endif
}

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 lr2_process ( void ) 
{
    int32_t rsp_size;
    
    char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    uint8_t check_buf_cnt;
    uint8_t process_cnt = PROCESS_COUNTER;
    
    while ( process_cnt != 0 ) 
    {
        rsp_size = lr2_generic_read( &lr2, uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );

        if ( rsp_size > 0 ) 
        {  
            // Validation of the received data
            for ( check_buf_cnt = 0; check_buf_cnt < rsp_size; check_buf_cnt++ ) 
            {
                lr2_put_char( &lr2, uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] );
                lr2_isr_process( &lr2 );
            }
            
            // Clear RX buffer
            memset( uart_rx_buffer, 0, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
        } 
        else 
        {
            process_cnt--;
            
            // Process delay 
            Delay_ms ( 100 );
        }
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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