LoRa 实战课 · 目录

📘 30章 从入门到组网
01物联网无线通信技术概述
对比LoRa、NB-IoT、ZigBee、Wi-Fi、蓝牙,明确LoRa远距离低功耗核心优势。
02LoRa与LoRaWAN协议栈详解
物理层(CSS调制)、MAC层(Class A/B/C)、应用层,理解分层架构。
03LoRa关键参数解析
扩频因子(SF)、带宽(BW)、编码率(CR)、发射功率对速率/距离/功耗的影响。
04LoRa网关硬件选型
RAK7249、Dragino LG01、树莓派+LoRa HAT,天线选型与馈线损耗。
05网关核心软件安装
树莓派搭建LoRa网关:安装OS、配置SPI/UART、安装Packet Forwarder。
06Semtech UDP Packet Forwarder配置
解析global_conf.json/local_conf.json,配置频段与服务器地址端口。
07LoRaWAN网络服务器(ChirpStack)部署
Docker/Ubuntu安装ChirpStack,配置网络、应用、设备。
08ChirpStack Gateway Bridge配置
UDP数据转MQTT/HTTP,桥接网关与网络服务器。
09ChirpStack Network Server核心配置
ADR、数据速率、频段规划、设备激活方式(OTAA/ABP)。
10ChirpStack Application Server配置
创建应用、添加设备、上下行数据、配置JSON/Cayenne LPP。
11LoRa节点硬件选型
ESP32+LoRa、STM32+LoRa、Arduino+MKR WAN 1300,传感器选型。
12Arduino IDE开发环境搭建
安装Arduino IDE、配置ESP32/STM32支持包、安装LoRa库。
13LoRa点对点通信实验
两个节点间数据收发,理解CAD与CRC校验。
14LoRaWAN节点固件开发(OTAA模式)
使用MCCI LoRaWAN库或Arduino-LMIC库,入网与数据上报。
15LoRaWAN节点固件开发(ABP模式)
配置DevAddr、NwkSKey、AppSKey,快速入网。
16节点传感器数据采集与封装
温湿度(DHT22)、光照(BH1750)、GPS(NEO-6M),封装Cayenne LPP。
17节点低功耗设计
深度睡眠(ESP32 Deep Sleep)、定时唤醒、数据聚合,实测功耗优化。
18多节点组网与冲突避免
ALOHA机制,配置不同SF与信道,实测多节点并发上报。
19下行链路控制
ChirpStack发送下行指令,节点接收并执行(继电器/采样频率)。
20数据可视化与云平台集成
Node-RED/Grafana对接ChirpStack MQTT,实时仪表盘。
21LoRa网关远程管理与维护
VPN/SSH远程访问,日志查看(journalctl)、固件升级。
22LoRa网络覆盖测试与优化
TeraTerm/Wireshark抓包,调整天线位置与SF参数优化覆盖。
23LoRaWAN Class B/C模式实战
Class B Beacon同步与Class C连续接收,不同延迟场景。
24LoRa网关双频段/多通道配置
同时监听CN470+EU868,扩展网络容量。
25LoRa网络安全机制
NwkSKey/AppSKey加密、MIC校验、Join-Request防重放。
26LoRa网关故障排查
无数据、CRC错误、SF不匹配、天线驻波比过高的诊断与解决。
27LoRa与边缘计算结合
网关上运行Python/Node-RED,本地数据过滤与阈值报警。
28LoRa在智慧农业中的应用案例
土壤湿度监测、自动灌溉控制,节点到云端搭建。
29LoRa在智慧城市中的应用案例
智能路灯控制、停车位检测,多网关协同与数据融合。
30课程总结与未来展望
LoRa与5G、卫星物联网融合,LoRaWAN 1.1新特性,部署建议。