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(guò) ?原生雙UART接口 + USB OTG擴(kuò)展能力?，可無(wú)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(guò)USB直連（免供電）

?注?：UART波特率需配置為9600/115200（模組默認(rèn)值），無(wú)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(guò)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=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(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"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(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(guò)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(yáng)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(guò)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(kāi)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?

?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(yáng)能MPPT）

?

?七、結(jié)語(yǔ)：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(wú)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(kāi)發(fā)者專(zhuān)注于業(yè)務(wù)邏輯創(chuàng)新。

審核編輯 黃宇