在遠(yuǎn)程資產(chǎn)追蹤、野外環(huán)境監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景中，穩(wěn)定可靠的長(zhǎng)距離通信與超低功耗是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心挑戰(zhàn)。eFish-SBC-RK3576通過 ‌原生雙UART接口 + USB OTG擴(kuò)展能力‌ ，可無縫集成主流LPWAN模組（LoRa/NB-IoT），實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)采集-邊緣計(jì)算-云端同步”全鏈路低功耗設(shè)計(jì)。本文將從硬件適配、協(xié)議對(duì)接、場(chǎng)景優(yōu)化三方面，解析如何打造“超長(zhǎng)待機(jī)”的物聯(lián)網(wǎng)終端。

‌1. 硬件連接：極簡(jiǎn)接口，即插即用‌

‌模塊選型與接口配置‌：

• ‌LoRaWAN模組（Semtech SX1276）‌：
• ‌通信協(xié)議‌：LoRaWAN Class A/C，支持868/915MHz頻段
• ‌接口‌：UART（AT指令控制）
• ‌傳輸距離‌：城市2-5km，郊區(qū)15km+（實(shí)測(cè)，視天線增益）
• ‌NB-IoT模組（移遠(yuǎn)BC95）‌：
• ‌頻段‌：B5/B8/B20，支持全球主流運(yùn)營(yíng)商
• ‌接口‌：USB轉(zhuǎn)UART（內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧）
• ‌功耗‌：PSM模式待機(jī)電流僅5μA

‌接線示意圖‌：

eFish-SBC-RK3576         LPWAN模組 

| UART2_TX (GPIO1_C1)  → LoRa模塊RX 

| UART2_RX (GPIO1_C0)  → LoRa模塊TX 

| GND                  → GND 

| 3.3V                 → VCC 

 

NB-IoT模塊通過USB直連（免供電） 

‌注‌：UART波特率需配置為9600/115200（模組默認(rèn)值），無需電平轉(zhuǎn)換！

‌2. 代碼實(shí)戰(zhàn)：數(shù)據(jù)透?jìng)髋c協(xié)議解析‌

‌案例需求‌：

• 通過LoRaWAN發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)至網(wǎng)關(guān)（TTN平臺(tái)）
• NB-IoT模組定時(shí)上報(bào)GPS位置至云平臺(tái)（HTTP/CoAP）

‌Python代碼（基于pyserial + AT指令控制）‌：

pythonCopy Code

import serial 

import time 

 

# 初始化LoRa模組（UART2） 

lora = serial.Serial("/dev/ttyS2", baudrate=115200, timeout=1) 

 

# 加入LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)（OTAA方式） 

lora.write('AT+JOIN=1\r\n'.encode()) 

response = lora.read_until('+JOIN: Success', timeout=10) 

 

# 發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)（端口1，16字節(jié)HEX） 

payload = bytes.fromhex("A1B2C3D4")  # 示例數(shù)據(jù) 

lora.write(f'AT+SEND=1,{payload.hex()}\r\n'.encode()) 

 

# 初始化NB-IoT模組（USB轉(zhuǎn)UART） 

nbiot = serial.Serial("/dev/ttyUSB0", baudrate=9600) 

 

# 激活PDN連接 

nbiot.write('AT+QIACT=1\r\n'.encode()) 

time.sleep(2) 

 

# 上報(bào)GPS數(shù)據(jù)至云平臺(tái)（HTTP POST） 

nbiot.write('AT+QHTTPURL=32,80,"實(shí)際云端API"\r\n'.encode()) 

time.sleep(1) 

nbiot.write('{"lat":22.5432,"lng":113.9519}'.encode()) 

‌低功耗優(yōu)化技巧‌：

• ‌LoRa ADR自適應(yīng)速率‌：動(dòng)態(tài)調(diào)整擴(kuò)頻因子（SF7-SF12），平衡距離與功耗
• ‌NB-IoT PSM模式‌：設(shè)置Active Timer（如10分鐘），休眠期間僅維持時(shí)鐘同步
• ‌eFish電源管理‌：通過GPIO控制模組電源，徹底斷電非工作時(shí)段

‌3. 場(chǎng)景落地：遠(yuǎn)程資產(chǎn)追蹤與野外監(jiān)測(cè)‌

‌場(chǎng)景一：冷鏈物流資產(chǎn)追蹤‌

• ‌核心需求‌：
• 實(shí)時(shí)監(jiān)控貨物位置（GPS）與溫濕度（BME680）
• 異常溫度即時(shí)報(bào)警（NB-IoT短信/平臺(tái)推送）
• ‌eFish方案優(yōu)勢(shì)‌：
• ‌雙模冗余通信‌：市區(qū)優(yōu)先NB-IoT，偏遠(yuǎn)地區(qū)切換LoRa中繼
• ‌邊緣數(shù)據(jù)緩存‌：內(nèi)置UFS存儲(chǔ)，斷網(wǎng)時(shí)保存72小時(shí)數(shù)據(jù)
• ‌加密傳輸‌：支持AES-128加密（硬件加速），保障物流數(shù)據(jù)安全

‌場(chǎng)景二：自然保護(hù)區(qū)生態(tài)監(jiān)測(cè)‌

• ‌核心需求‌：
• 太陽能供電，野外連續(xù)工作1年+
• 野生動(dòng)物活動(dòng)監(jiān)測(cè)（振動(dòng)傳感器+AI識(shí)別）
• ‌eFish方案優(yōu)化‌：
• ‌超低功耗設(shè)計(jì)‌：CPU降頻至800MHz + 禁用HDMI接口，整機(jī)功耗<1W
• ‌LoRa自組網(wǎng)‌：通過Mesh協(xié)議將數(shù)據(jù)接力回傳至中心網(wǎng)關(guān)
• ‌防拆機(jī)制‌：GPIO連接磁性開關(guān)，觸發(fā)位置上報(bào)與聲光警報(bào)

‌4. 性能可達(dá)：續(xù)航與通信穩(wěn)定性‌

‌指標(biāo)‌	LoRaWAN方案	NB-IoT方案
‌傳輸間隔‌	1次/小時(shí)	1次/10分鐘
‌平均功耗‌	0.12W（休眠） / 0.8W（發(fā)送）	0.08W（PSM） / 1.2W（激活）
‌電池續(xù)航‌	2年（18650×4，10000mAh）	1年（同容量電池）
‌丟包率‌	<1%（RSSI>-120dBm）	<0.1%（信號(hào)強(qiáng)度> -90dBm）

‌5. 其他資源需求：

• ‌軟件棧‌：
• LoRaWAN協(xié)議棧（LoRaMac-node移植版）
• NB-IoT AT指令自動(dòng)化工具（支持移遠(yuǎn)/華為模組）
• ‌硬件擴(kuò)展配件‌：
• ‌高增益天線套件（IP67防水）
• ‌電源管理板（支持太陽能MPPT）

‌

‌七、結(jié)語：LPWAN與邊緣計(jì)算的終極組合‌

eFish-SBC-RK3576以 ‌工業(yè)級(jí)可靠性、全接口兼容性、超低功耗設(shè)計(jì)‌ ，成為遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)終端的“大腦”級(jí)解決方案。無論是穿越城市樓宇的物流追蹤，還是深入荒野的生態(tài)監(jiān)測(cè)，其“連接+計(jì)算”一體化能力均可大幅降低部署復(fù)雜度，讓開發(fā)者專注于業(yè)務(wù)邏輯創(chuàng)新。

路過

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