COT LoRa 2.4GHz能傳輸多遠(yuǎn)、定位多準(zhǔn)，我們用實(shí)測數(shù)據(jù)說話

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SX1280（LoRa 2.4G）來了、COT 協(xié)議棧來了、到底可以傳輸多遠(yuǎn)、定位到底有多準(zhǔn)，是大家關(guān)心的問題。

基于 SX1280（LoRa 2.4G）COT-MV1 模組可以傳輸多遠(yuǎn)、定位精度如何，是目前大家關(guān)心的問題。

傳輸距離在無線電領(lǐng)域是一個比較模糊難以定義的問題，受到諸多因素影響，如發(fā)射功率、接收靈敏度、天線形式、通訊速率、設(shè)備使用的地理及建筑環(huán)境、設(shè)備使用場所的電磁環(huán)境等。

為保證距離評估具有典型意義，本次測試采用室外測試、室內(nèi)測試二種結(jié)構(gòu)闡述可以傳多遠(yuǎn)，定多準(zhǔn)。

通過測試 LORA 2.4G 在 12.5dBm 發(fā)射功率情況下，可以實(shí)現(xiàn)家庭、別墅、單一樓層無盲區(qū)覆蓋滿足大多數(shù)應(yīng)用場景?？梢詽M足廠區(qū)、農(nóng)場、高爾夫球場等大多數(shù)商業(yè)應(yīng)用場景。適合區(qū)域微功率無線信號覆蓋。

為什么需要區(qū)域微功率覆蓋，這在大多數(shù)實(shí)時物聯(lián)網(wǎng)、并有邊緣計算需求的領(lǐng)域是非常需要的，例如智能家居中的門磁可以實(shí)現(xiàn)一節(jié) CR2450 電池能連續(xù)工作大于 10 年，這在項(xiàng)目商業(yè)應(yīng)用是非常重要的需求。

低功率、遠(yuǎn)距離帶來的第二個好處是，傳統(tǒng)紐扣電池可以使用，使商業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品的設(shè)計更加方便。

1. 室外通訊可靠性測試
測試目的：測量在室外道路工況下的通信距離與丟包率、RSSI 之間的關(guān)系

發(fā)射功率：12.5dBm

測試方法：使用 2 個 COT-MV1，一收一發(fā)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)位置固定，位于道路邊緣，逐漸拉遠(yuǎn)接收節(jié)點(diǎn)的距離，接收節(jié)點(diǎn)亦位于道路邊緣。收發(fā)節(jié)點(diǎn)均架設(shè)在 1.6m 高的三角支架上。發(fā)送節(jié)點(diǎn)以 50%占空比連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)包，接收點(diǎn)接收并統(tǒng)計信息，連續(xù)統(tǒng)計 1000 個數(shù)據(jù)包。改變參數(shù)進(jìn)行多輪測試。

測試場地：
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測試結(jié)果：

測試結(jié)果描述：見上表可見在通訊距離 400 米內(nèi)，使用 SF5 可以可靠通訊。

測試結(jié)果描述：見上表可見在通訊距離 600 米內(nèi)，使用 SF7 可以可靠通訊。

測試結(jié)果描述：見上表可見在通訊距離 860 米內(nèi)，使用 SF9 可以可靠通訊，并有一定 dBm 冗余。

測試結(jié)果描述：見上表可見在通訊距離 800 米內(nèi)，使用 SF12 可以可靠通訊，并有一定冗余。

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2. 室外通訊距離測試
測試目的：一個發(fā)送節(jié)點(diǎn)位于較高位置的樓頂，信號的覆蓋范圍，以及信號的繞射能力。

發(fā)射功率：12.5dBm

測試方法：使用 2 個 COT-MV1，一收一發(fā)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)位置固定，位于閩江學(xué)院教學(xué)大樓 2 號樓頂外延平臺，接收節(jié)點(diǎn)架設(shè)在 1.6m 高的三腳架上，改變接收節(jié)點(diǎn)位置。發(fā)送節(jié)點(diǎn)以 50%占空比連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)包，接收點(diǎn)接收并統(tǒng)計信息，連續(xù)統(tǒng)計 1000 個數(shù)據(jù)包。改變參數(shù)進(jìn)行多輪測試。

測試場地：
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測試結(jié)果：

3. 測距測試(走廊)
測試目的：測試 COT-MV1 模組在室內(nèi)的測距精度以及測距能力

測試方法：使用 2 個 COT-MV1，進(jìn)行測距，固定一個節(jié)點(diǎn)，移動另外一個節(jié)點(diǎn)，每個測距點(diǎn)連續(xù)測試大于 10 次，求出平均值等統(tǒng)計信息。比較實(shí)際測距結(jié)果跟實(shí)際距離之間的偏差情況。

測試場地：辦公樓 6 樓長廊，發(fā)送節(jié)點(diǎn)使用三腳架架高 1.6m，接收節(jié)點(diǎn)位于離地面約 50cm。
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測試結(jié)果：

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4. 測距測試(空曠)
測試目的：測試 COT-MV1 模組在室外的測距精度以及測距能力

測試方法：使用 2 個 COT-MV1，進(jìn)行測距，固定一個節(jié)點(diǎn)，移動另外一個節(jié)點(diǎn)，每個測距點(diǎn)連續(xù)測試大于 10 次，求出平均值。比較實(shí)際測距結(jié)果跟實(shí)際距離之間的偏差情況。

測試場地：室外田徑場，發(fā)送節(jié)點(diǎn)使用三腳架架高 1.6m，接收節(jié)點(diǎn)位于離地面約 30cm。
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測試結(jié)果：
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測距測試結(jié)果統(tǒng)計比較見圖：

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測距測試總結(jié)：
1）測距得到的距離值，總是比實(shí)際值偏低。室內(nèi)走廊與室外空曠環(huán)境，測距效果，差距不大。

2）從絕對誤差看，當(dāng)實(shí)際距離在 20 米時，絕對誤差達(dá)到最大值，接近 10 米，隨著實(shí)際距離增加，誤差值降低(小于 6 米)。這主要是由于 COT-MV1 的測距分辨率問題，導(dǎo)致在近場近距環(huán)境下，測距值與實(shí)際值偏差較大導(dǎo)致，這種偏差在 20 米時達(dá)到峰值。

4）從相對誤差看，隨著距離增加，相對誤差則逐漸降低。

5）樣本標(biāo)準(zhǔn)差體現(xiàn)了測距樣本與均值的偏差離散度，從測試圖可以看出，樣本標(biāo)準(zhǔn)差呈現(xiàn)了波動的形態(tài)，當(dāng)總體趨勢來看，隨著距離增加，離散度增加。

6）從樣本標(biāo)準(zhǔn)差圖可以看出，無論是室內(nèi)環(huán)境還是室外環(huán)境，圓極化天線的測試結(jié)果離散度都比單極化天線要好，也即：圓極化天線可以保持較好的測距一致性。從測距的平均值和絕對誤差來看，兩種天線則沒有明顯的差別。
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5.COT-MV1 模組
COT-MV1 模組由 Apollo mcu+SX1280 2.4GHz radio 構(gòu)成，模組長寬高：18x12x2.7(mm)，采用郵票孔封裝，提供了一路 SPI/I2C、一路 UART（最高波特率可達(dá) 921600bps）、一路 SWD 接口（支持 SWIO 調(diào)試）、32 路可編程的通用輸入輸出接口（GPIO）
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5.1. 主要特性
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5.2. 模組引腳分布圖

模組引腳圖（頂視圖）

5.3. 模塊封裝

圖 5.2? 推薦鋼網(wǎng)尺寸圖（單位：毫米）

5.4. 機(jī)械尺寸
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機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸圖（單位：毫米）

6.COT-MV1 開發(fā)套件
基于 COT-MV1 模組系列開發(fā)套件提供一個開箱即用的窄帶物聯(lián)網(wǎng)解決方案，產(chǎn)品可以快速、安全地進(jìn)行區(qū)域窄帶物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開發(fā)。套件包括 COT-MV1 模塊轉(zhuǎn)接板、開發(fā)底板、單極化天線、圓極化天線、編程器轉(zhuǎn)接板、USB 轉(zhuǎn)串口線各二套及快速應(yīng)用開發(fā) SDK，SDK 內(nèi)置 COT 協(xié)議棧及大量實(shí)用 API 和例程。
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COT-M SDK

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