在遠程資產(chǎn)追蹤、野外環(huán)境監(jiān)測等場景中，穩(wěn)定可靠的長距離通信與超低功耗是系統(tǒng)設計的核心挑戰(zhàn)。eFish-SBC-RK3576通過 ?原生雙UART接口 + USB OTG擴展能力?，可無縫集成主流LPWAN模組（LoRa/NB-IoT），實現(xiàn)“數(shù)據(jù)采集-邊緣計算-云端同步”全鏈路低功耗設計。本文將從硬件適配、協(xié)議對接、場景優(yōu)化三方面，解析如何打造“超長待機”的物聯(lián)網(wǎng)終端。

?1.硬件連接：極簡接口，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+（實測，視天線增益）

?NB-IoT模組（移遠BC95）?：

?頻段?：B5/B8/B20，支持全球主流運營商

?接口?：USB轉(zhuǎn)UART（內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧）

?功耗?：PSM模式待機電流僅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（模組默認值），無需電平轉(zhuǎn)換！

?2.代碼實戰(zhàn)：數(shù)據(jù)透傳與協(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（TTN平臺）

NB-IoT模組定時上報GPS位置至云平臺（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（OTAA方式）

lora.write('AT+JOIN=1rn'.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()}rn'.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=1rn'.encode())

time.sleep(2)

#上報GPS數(shù)據(jù)至云平臺（HTTP POST）

nbiot.write('AT+QHTTPURL=32,80,"實際云端API"rn'.encode())

time.sleep(1)

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

?低功耗優(yōu)化技巧?：

?LoRa ADR自適應速率?：動態(tài)調(diào)整擴頻因子（SF7-SF12），平衡距離與功耗

?NB-IoT PSM模式?：設置Active Timer（如10分鐘），休眠期間僅維持時鐘同步

?eFish電源管理?：通過GPIO控制模組電源，徹底斷電非工作時段

?3.場景落地：遠程資產(chǎn)追蹤與野外監(jiān)測?

?場景一：冷鏈物流資產(chǎn)追蹤?

?核心需求?：

實時監(jiān)控貨物位置（GPS）與溫濕度（BME680）

異常溫度即時報警（NB-IoT短信/平臺推送）

?eFish方案優(yōu)勢?：

?雙模冗余通信?：市區(qū)優(yōu)先NB-IoT，偏遠地區(qū)切換LoRa中繼

?邊緣數(shù)據(jù)緩存?：內(nèi)置UFS存儲，斷網(wǎng)時保存72小時數(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

?場景二：自然保護區(qū)生態(tài)監(jiān)測?

?核心需求?：

太陽能供電，野外連續(xù)工作1年+

野生動物活動監(jiān)測（振動傳感器+AI識別）

?eFish方案優(yōu)化?：

?超低功耗設計?：CPU降頻至800MHz +禁用HDMI接口，整機功耗<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

?防拆機制?：GPIO連接磁性開關，觸發(fā)位置上報與聲光警報

?4.性能可達：續(xù)航與通信穩(wěn)定性?

?5.其他資源需求：

?軟件棧?：

LoRaWAN協(xié)議棧（LoRaMac-node移植版）

NB-IoT AT指令自動化工具（支持移遠/華為模組）

?硬件擴展配件?：

?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與邊緣計算的終極組合?

eFish-SBC-RK3576以 ?工業(yè)級可靠性、全接口兼容性、超低功耗設計?，成為遠程物聯(lián)網(wǎng)終端的“大腦”級解決方案。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，其“連接+計算”一體化能力均可大幅降低部署復雜度，讓開發(fā)者專注于業(yè)務邏輯創(chuàng)新。

審核編輯 黃宇