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【AI_ROBOT@STSP】LoRa開發實作工作坊,收獲滿滿!

作者:小波

本次在《南科AI_ROBOT自造基地》舉辦的「快速上手!LoRa開發實作工作坊」由柯大主講,課程中採用了柯大團隊開發的MiniLoRa模組來進行實作,學員們都相當的專注,在實作時也踴躍地發問,學習交流的氣氛濃厚,而柯大除了循序漸進地教導大家SPI介面及UART介面的LoRa模組該如何以不同的方式進行開發外,更在最後讓大家學到在無Public LoRa網路的環境中,如何將Node端的感測數據傳送到公有及私有雲端的不同作法!

柯大與學員解說LoRa機台(徐韻婕/攝影)

MakerPRO技術顧問柯大長期研究LoRa技術,玩遍市面上拿得到的LoRa模組或開發板,正式開始課程內容前,柯大還特地說:「放心,在這裡上的規格一定都跟台北一樣,甚至因為有了前幾次課程的經驗,反而會加東西。」而為了讓參與者都能充分了解不同開發版的可能性,柯大在能力範圍內幾乎將課程會講到的板子都帶到現場了,可以說是誠意十足。

為了讓大家在實作時能更清楚自己在操作究竟是何物,柯大先帶大家一覽LoRa、Sigfox、NB-IoT、PRMA等低功耗廣域網路(Low Power Wide Area Network,LPWAN )的發展與技術特點,LPWAN由於同時兼具長距離、高穿透、抗干擾等特性,最近備受重視,當中又以LoRa發展最迅速。

LoRaWAN 網路架構是採用星狀拓樸(star topology),終端點的通訊是雙向的(bi-directional),且LoRaWAN 資料率可以從 0.3 kbps 到 50 kbps L,因此LoRa的延展性很強,造就了廣泛的應用範圍,許多B2B、B2C相關服務都能見到LoRa應用的身影。

LPWAN中以LoRa的市場化腳步最快,目前已有許多企業大力投入建置應用,例如水錶、煙霧偵測、工廠廢氣監控等。(圖片來源:柯大提供)

接著很快地,柯大對市場目前可取得LoRa模組作出清晰的比較,包括MicroChip、 Acsip、 環天、 泰發、 正文、 亞太、MiniLoRa等等,也以自身的經驗評比了開發板及模組等Solution,並分享選擇的Know-how。

介紹完Semteh LoRa晶片及MiniLoRa模組晶片組後,即進入MiniLoRa實作的部分,MiniLoRa是多功能物聯網開發板,可加入Arduino NANO 控制板,亦可接GPIO、I2C、SPI、UART、PWM等控制界面。學員們在柯大的帶領下,使用MiniLoRa Arduino SPI Library函式,並挑戰温濕度感測器、土壤濕度感測器、光照度感測器等實作的練習,早上的課程也在這裡告一段落。

學員們專注地聽著柯大講解,一邊進行函式設定與LoRa模組建置的實作

有了早上實作基礎的概念,下午持續動手完成 MiniLoRa Node 傳送/接收資料的功能,以模擬智慧盆栽感測為主題,能夠蒐集到的資料有盆栽感陽光照度、環境温濕度、土壤濕度等等,並將感測值以LoRa Node 模組傳送至接收端。

完成感測以及LoRa Node後,學員們馬不停蹄的進入LoRa Gateway的部分,不論是8個channel的 SX1301或者是 1 個 channel的Pocket Gateway都是可行的選擇,也可以採用 Ameba或Raspberry Pi來自造LoRa Gateway。

柯大鼓勵大家熟悉運作方式,所以也示範了使用Ameba或LinkIt 7697來建立自己的Gateway。工作坊的尾聲,已經將LoRa重要架構全數介紹完畢,大家一起在IoT平台註冊帳號建立、了解MQTT 協定,最後將LoRa Gateway 上傳IOT及MQTT等平台。

小結

在短短一天的工作坊中,從建立LPWAN 技術概念到相關模組的評比,接著實作MiniLoRa模組建置、LoRa Node、自建Gateway,最後連接至相關雲端資料系統,一次學習了LPWAN通訊技術的完整架構、操作LoRa從感測到資料傳輸,真的相當充實。

隨著智慧城市、公用事業的IoT應用規模持續增長,能填補BT/Wi-Fi及3G/4G網路不足的低功耗廣域網路正夯,目前已有不少Maker採用LoRa來開發創新應用,例如:空氣品質監控、火災警示系統、農地相關數值監測等等,期待學員們能帶著所學,在未來能打造更多創新的IoT產品與服務!

(責任編輯:葉于甄)

小波

小波

多向分化潛能者,在務實與夢想中不斷突破自我。
熱愛音樂、文字、設計,卻也對商業管理、科技新知有著高度興趣,亦樂於討論社會議題;畢業於台大機械系,曾擔任MakerPRO採訪編輯實習生,現在正努力用才華養活自己。
小波

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