ESP32 使用2个LoRa SX1278模块进行单向通信
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凌顺实验室（lingshunlab.com）本文主要分享 LoRa 的基本原理和使用方法。使用的Lora模块是SX1278系列。
实验效果
实现2个ESP32使用Lora进行向通信。
发送端发送「hello + 发送次数」，接收端串口输出接收到的数据。
元件说明
ora模块SX1278是一种低功耗、长距离无线通信模块，采用Lora调制技术。Lora（长距离）是一种用于物联网（IoT）应用的无线通信技术，它提供了远距离通信和低功耗的特性。
芯片方案：SX1278
工作频段：410-525MHz
最大输出功率：20dBm
接收灵敏度：-136dBm@0.2kbps
发射电流：120mA
接收电流：13mA
休眠电流：1uA
典型供电电压：3.3V
Lora模块SX1278具有以下特点：
- 长距离通信：Lora技术具备卓越的传输距离，能够在室外环境下实现数公里的通信范围，这使得它非常适合需要远距离通信的应用场景。
- 低功耗：SX1278芯片采用了一系列的低功耗设计，包括低功耗睡眠模式和快速唤醒机制，以降低模块的能耗，延长电池寿命。
- 抗干扰能力强：Lora调制技术具备出色的抗干扰能力，能够在复杂的无线环境中实现可靠的通信。
- 多频段支持：SX1278芯片可在多个频段操作，以适应不同国家和地区的频率规定。
- 简化射频设计：SX1278芯片集成了大部分射频前端功能，简化了模块设计的复杂性，减少了开发周期和成本。
- 开放的通信协议：Lora模块通常使用LoraWAN协议，这是一种开放的、基于云的物联网通信协议，提供了安全、可靠的通信连接。
引脚说明
| 序号 | 接口名 | 功能 |
|---|---|---|
| 1 | GND | 电源GND |
| 2 | GND | 电源GND |
| 3 | GND | 电源GND |
| 4 | GND | 电源GND |
| 5 | DIO0 | 可编程决定 |
| 6 | DIO1 | 可编程决定 |
| 7 | DIO2 | 可编程决定 |
| 8 | DIO03 | 可编程决定 |
| 9 | NC | 模块内部使用。电路设计上此引脚不能连接到任何电气网络 |
| 10 | DIO05 | 可编程决定 |
| 11 | GND | 电源GND |
| 12 | GND | 电源GND |
| 13 | VCC | 模块电源引脚。供电不可超过3.7V,否则烧坏模块 |
| 14 | CLK | SPI总线时钟引脚,常态为高电平 |
| 15 | MISO | SPI总线从机输出引脚。当MCU读取模块数据时,模块数据 由此引脚输出 |
| 16 | MOSI | SPI总线从机输入引脚。当MCU向模块写数据时,数据从此 引脚写入 |
| 17 | SEL | SPI片选引脚,低电平有效 |
| 18 | RST | 复位引脚,低电平有效 |
| 19 | GND | 电源GND |
| 20 | GND | 电源GND |
| 21 | ANT | 天线端 |
| 22 | GND | 电源GND |
BOM表
- ESP32 x2
- Lora SX1278模块 x2
- Lora 433 天线 x2
- 跳线（杜邦线） x若干
- 面包板 x2
接线图
| ESP32 | Lora SX1278模块 |
|---|---|
| Pin 2 | GIO 0 |
| Pin 5 | RST |
| Pin 4 | SEL |
| Pin 23 | MOSI |
| Pin 19 | MISO |
| Pin 18 | CLK |
| 3.3V | VCC |
| GND | GND |
使用的库
使用GitHub安装
「Arduino-LoRa」
https://github.com/sandeepmistry/arduino-LoRa
把该Github打包下载，解压到Arduino IDE的「libraries」文件夹中即可
使用Arduino IDE安装
在库的搜索框中输入「Lora」，找到如下图的库：
代码提点
指定频率初始化收发模块。
if (!LoRa.begin(433E6)) {
Serial.println("Starting LoRa failed!");
while (1);
}您可能需要更改频率以匹配您所在位置使用的频率。选择以下选项之一：
- 433E6
- 866E6
- 915E6
设置同步字
LoRa 收发器模块监听其范围内的数据包。数据包来自哪里并不重要。为了确保您只接收来自发送方的数据包，您可以设置同步字（范围从 0 到 0xFF）。
LoRa.setSyncWord(0xF3);接收方和发送方都需要使用相同的同步字。这样，接收器就会忽略任何不包含该同步字的 LoRa 数据包。
程序代码
LoRa 发送端代码
// welcome to https://lingshunlab.com
#include <SPI.h>
#include <LoRa.h>
int counter = 0;
#define ss 4
#define rst 5
#define dio0 2
void setup() {
Serial.begin(115200);
while (!Serial);
Serial.println("LoRa Sender");
LoRa.setPins(ss, rst, dio0);
if (!LoRa.begin(433E6)) {
Serial.println("Starting LoRa failed!");
while (1);
}
}
void loop() {
Serial.print("Sending packet: ");
Serial.println(counter);
// send packet
LoRa.beginPacket();
LoRa.print("hello ");
LoRa.print(counter);
LoRa.endPacket();
counter++;
delay(1000);
}
LoRa 接收端代码
// welcome to https://lingshunlab.com
#include <SPI.h>
#include <LoRa.h>
#define ss 4
#define rst 5
#define dio0 2
void setup() {
Serial.begin(115200);
while (!Serial);
delay(500);
Serial.println("LoRa Receiver");
LoRa.setPins(ss, rst, dio0);
if (!LoRa.begin(433E6)) {
Serial.println("Starting LoRa failed!");
while (1);
}
}
void loop() {
// try to parse packet
int packetSize = LoRa.parsePacket();
if (packetSize) {
// received a packet
Serial.print("Received packet '");
// read packet
while (LoRa.available()) {
Serial.print((char)LoRa.read());
}
// print RSSI of packet
Serial.print("' with RSSI ");
Serial.println(LoRa.packetRssi());
}
}把代码分别上传至2个ESP32，然后观察各自的串口监视器，即可看到数据的传输信息。
