物联网俄语。 RTL-SDR所有者的LoLoWAN基带酒店

将信号处理传输到云的概念并不新鲜。 首先,VRAN(虚拟无线电接入网)是建立移动运营商网络的主要方式。 其次,从其专利可以看出,SigFox的物联网网络是基于相同的原理构建的。 简而言之,这一切都是虚幻的! 那么,我们该怎么做才能不坐在进步的边缘,而是加入这个话题呢?


问题的历史如下:我从事无线电导航已经很长时间了,无法通过像LoRa这样的物联网上的通用无线电标准通过。 我真的很想为他定位。


定位的最经济方式是差分测距仪 ,用英语术语“到达时间差”TDOA )。 使用此方法的仪表可以是单通道的,与多通道到达角(AOA)方法相比,它们具有优越的优势。 该方法需要测量信号到达空间间隔的仪表的相对时间


图片


来源


有两个选项:第一个,将测量值绑定到一个参考时标,第二个,通过互相关函数直接计算相互到达时间。 第二个要求显着增加与仪表的通信通道的带宽,但可能具有更好的抗噪性。 我选择了这种方法。


应当指出的是,为了简化表示,暂时省略了载波频率与仪表的采样频率同步的问题。 我希望在以后的出版物中介绍这个问题。


从数学上讲,第二种方法基于互相关函数 (VKF)。 从技术上讲,这意味着必须将信号样本转移到一个位置以计算WKF。 同时,有必要在涉及定位的所有仪表上选择一个辐射源的时间样本。 也就是说,为了构建构思的LoRa TDOA定位系统,必须在每个仪表上放置一个带有LoRa软件解调器的SDR接收器,例如,如该流行的俄语文章中所述 。 接下来,在每个SDR仪表接收器上,您需要分配发射装置的ID,并将具有该ID的样品样本发送到中央计算机。 然后,中央计算器将能够在接收到具有一个ID的样本数据包时启动WKF的计算过程和定位过程。 在我看来,这种结构也要求设备的性能和仪表软件的复杂性。 峰值负载会给通信通道带来过大的负载。 因此,我想起了构建蜂窝网络信号处理结构的方法,这种方法已经使用了很长时间,并且在5G一代中,这种方法应该成为强制性的。


这种方法称为虚拟无线电访问网络V-RAN )。 您可以用谷歌搜索这个单词组合。 我只用英语找到了一些描述 。 在V-RAN上的Wiki中有意义的事情不是,而是根据最新概念- 云无线电接入网集中式无线电接入网C-RAN )。 这个概念似乎与现实相去甚远-“宇宙飞船耕p着宇宙的广阔空间”。


图片


来源


顾名思义,其主要特征是信号解调和所有后续处理步骤都已传输到云( 基带酒店 )中。 通过这种方法,可以减少购买设备的成本,但是存在租用云计算机的成本,可以根据紧急需求非常快速,方便地(最重要的是,可以对其进行调整)。 这带来了节省。 本文对储蓄进行了表面研究。 这是对该概念更详细的研究。


令人惊讶的是, 物联网的低速特性使其有可能在国民经济中使用这种“空间”方法!


为此,您需要使用Raspberry(或任何其他具有RTL-SDR和SOAPY支持的Linux计算机)和RTL-SDR本身,而现在它们数量相对较多 家庭 人们,下载程序的源代码或二进制文件,连接到云并在LoRa IoT消息聚合器(例如The Things Network)中观看消息。


图片


而且您需要快速的互联网。 现在,流计算如下:200 kHz * 32位(I,Q)= 6.4 Mbps。 然后将此流压缩,结果大约有3-4 Mbit / s的Raspberry朝我们的服务器方向连续不断地离开。


现在让我们分阶段看一下构建和启动过程。


这是Raspberry Pi 3中插入的RTL-SDR。


图片


这是从RTL-SDR获取样本,对其进行过滤和抽取并通过Internet将其发送到云的软件的源代码 。 这是为了降低将数字信号传递到云所需的数据速率。 可以像这样组装软件 异常原始 团队:


mkdir build cd build cmake .. make 

然后,您需要配置接收频率(默认为868.1 MHz),启动时处理服务器的地址和端口:


 ./Bolt5_Client host port [frequency] 

并运行程序。 如果她放弃


图片


,然后一切正常,您可以配置The Things Network(TTN)。 这将在此处详细描述。


要发送消息,您需要一个LoRa节点。 为简单起见,我们在Arduino上使用了此套件:
图片


然后,您需要实际传输测试消息,并确保云LoRa正在运行。 在此处可以找到使用Arduino和LoraWAN屏蔽发送消息的示例。
目前,可以通过ABP系统发送消息(个性化激活,个性化激活)。


在我们的情况下,发送的消息如下所示:
图片


在TTN中收到并记录的消息如下所示:
图片


现在,系统以实验性的手动模式工作。 各种奇迹都是可能的,但是我们努力使一切都尽快稳定下来。 由于我们的主要目标是定位LoRa,因此我们正在寻找愿意将其硬件 (RTL-SDR和Raspberry或另一台计算机)连接到我们仅在圣彼得堡一个特定区域中的服务器的 志愿者Pionerskaya,Udelnaya和Kolomyagi地铁 。 我们已经有了两米:一米位于Kolomyazhsky大街和Korolev街的交叉点,第二米位于Verbnaya街的Liner商业中心。 在您的帮助下,我们希望创建一个具有几何形状的网络,使您可以将LoRa放置在特定公园的区域中。


图片


就我们而言,我们承诺将在此处撰写有关该系统的文章。 我希望我们有足够的资源三个月,这足以创建一个LoRa定位系统。


加入我们,为物联网挖掘广播


这个奇迹的主要开发者是deef137 ,请爱与宠。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN455547/


All Articles