在遠程資產追蹤、野外環境監測等場景中，穩定可靠的長距離通信與超低功耗是系統設計的核心挑戰。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“數據采集-邊緣計算-云端同步”全鏈路低功耗設計。本文將從硬件適配、協議對接、場景優化三方面，解析如何打造“超長待機”的物聯網終端。
?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UART（內置TCP/IP協議棧）
- ?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），無需電平轉換！
?2. 代碼實戰：數據透傳與協議解析?
?案例需求?：
- 通過LoRaWAN發送傳感器數據至網關（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網絡（OTAA方式）?
lora.write('AT+JOIN=1\r\n'.encode())?
response = lora.read_until('+JOIN: Success', timeout=10)?
# 發送傳感器數據（端口1，16字節HEX）?
payload = bytes.fromhex("A1B2C3D4")? # 示例數據?
lora.write(f'AT+SEND=1,{payload.hex()}\r\n'.encode())?
# 初始化NB-IoT模組（USB轉UART）?
nbiot = serial.Serial("/dev/ttyUSB0", baudrate=9600)?
# 激活PDN連接?
nbiot.write('AT+QIACT=1\r\n'.encode())?
time.sleep(2)?
# 上報GPS數據至云平臺（HTTP POST）?
nbiot.write('AT+QHTTPURL=32,80,"實際云端API"\r\n'.encode())?
time.sleep(1)?
nbiot.write('{"lat":22.5432,"lng":113.9519}'.encode())?
?低功耗優化技巧?：
- ?LoRa ADR自適應速率?：動態調整擴頻因子（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：遠程資產追蹤與野外監測?
?場景一：冷鏈物流資產追蹤?
- ?核心需求?：
- 實時監控貨物位置（GPS）與溫濕度（BME680）
- 異常溫度即時報警（NB-IoT短信/平臺推送）
- ?eFish方案優勢?：
- ?雙模冗余通信?：市區優先NB-IoT，偏遠地區切換LoRa中繼
- ?邊緣數據緩存?：內置UFS存儲，斷網時保存72小時數據
- ?加密傳輸?：支持AES-128加密（硬件加速），保障物流數據安全
?場景二：自然保護區生態監測?
- ?核心需求?：
- 太陽能供電，野外連續工作1年+
- 野生動物活動監測（振動傳感器+AI識別）
- ?eFish方案優化?：
- ?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?：通過Mesh協議將數據接力回傳至中心網關
- ?防拆機制?：GPIO連接磁性開關，觸發位置上報與聲光警報
4. 性能可達：續航與通信穩定性?
| ?指標? | LoRaWAN方案 | NB-IoT方案 |
| ?傳輸間隔? | 1次/小時 | 1次/10分鐘 |
| ?平均功耗? | 0.12W（休眠） / 0.8W（發送） | 0.08W（PSM） / 1.2W（激活） |
| ?電池續航? | 2年（18650×4，10000mAh） | 1年（同容量電池） |
| ?丟包率? | <1%（RSSI>-120dBm） | <0.1%（信號強度> -90dBm） |
5. 其他資源需求：
- ?軟件棧?：
- LoRaWAN協議棧（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、結語：LPWAN與邊緣計算的終極組合?
eFish-SBC-RK3576以 ?工業級可靠性、全接口兼容性、超低功耗設計? ，成為遠程物聯網終端的“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監測，其“連接+計算”一體化能力均可大幅降低部署復雜度，讓開發者專注于業務邏輯創新。
