Прототип приемника и передатчика LoRa

deevd2

✩✩✩✩✩✩✩
29 Сен 2021
5
0
43
Москва
pmwork.ru
Требуется исполнитель :
любой город

Надо изготовить:
Прототип приемника и передатчика по протоколу LoRa. Суть в следующем.
Есть желание спроектировать и производить некоторый измерительный прибор, который должен работать под землей. Предназначен для горнодобывающей промышленности. Сложность в том, что работающих аналогов нет, ни в РФ, ни за границей. Подсмотреть негде. Вроде как есть некий австралийский патент на что-то похожее, но я не смог найти его и почитать.
Существуют две принципиальные задачи, от решения которых зависит возможность реализации прибора. Связь - первая из них.

Показатели назначения:
а) требуемая дальность работы: глубина залегания прибора с скальных породах не более 10 метров + 200 метров по "открытому" воздуху
б) электронная начинка прибора вместе с элементами питания должна вписаться в сферу диаметром 70 мм (можно больше, но лучше не надо).

Прочие особенности:
а) прибор автономный, энерговооруженность ограничена обычными бытовыми батарейками или аккумуляторами
б) из ключевого на борту будут также инерциальные датчики и микроконтроллер (или ПЛИС) с неким математическим аппаратом.

Необходимо выполнить следующие работы
Этап 1 "Изучение вопроса"

а) Изучить описание протокола передачи данных LoRa. Выяснить, есть ли у протокола какие-то его модификации или версии, чем они отличаются и для каких условий эксплуатации предназначены (например, по рабочей частоте, по мощности, по энергопотреблению и т.д.).
б) Какая модификация протокола больше подходит для решения нашей задачи и почему? Какие требования к антеннам (это для нас важно в силу ограниченности пространства внутри прибора)?
б) Поискать, существуют-ли какие-нибудь иные конкурирующие протоколы передачи данных в сложных условиях на требуемое расстояние, которые могли бы быть альтернативой LoRa.
в) Какая элементная база целесообразна для реализации задуманного? (производится это будет не в РФ). Сделать оценку стоимости компонент.
в) По результатам изысканий необходимо подготовить отчет, содержащий перечень изученным материалов, ответы на поставленные вопросы и подробно все пояснить мне.

Этап 2 "Изготовление прототипа"
Прототип подсистемы беспроводной связи должен состоять из автономных передатчика и приемника. Прототип должен предоставлять следующие возможности для тестирования качества связи по выбранному протоколу:
а) по команде с передатчика (например, нажатие кнопки), передатчик должен отправлять тестовый пакет данных приемнику. Размер пакета данных должен быть 512 байт.
б) Приемник должен получать пакет данных и проверять его корректность (по контрольной сумме или еще как-то).
в) После этого приемник должен направлять аналогичный ответный пакет данных передатчику и флаг успешности проверки ранее полученного пакета.
г) Передатчик должен получать ответный тестовый пакет данных и проверять его корректность.
д) После выполнения проверки ответного пакета передатчик должен уведомлять оператора об успешности проведения тестового обмена данными, например, двумя индикаторами: пакет успешно получен приемником и ответный пакет успешно получен передатчиком.
Было бы очень хорошо научиться так же понимать уровень сигнала, который доходит к приёмнику или передатчику. Это важно, чтобы была возможность оценивать насколько те или иные условия размещения приемника или используемых антенн влияют на уровень сигнала.
Если на этапе реализации этапа 1 будет выбрано решение, которое существует в виде готовых модулей, например ссылка, то прототип необходимо сделать на базе готовых модулей. Если нет, то будем изготавливать.

Планируемый бюджет:
Оплата работ поэтапная, стоимость договорная. Аванс.

Сроки:
полтора месяца

Оплата:
Наличные или перевод.

Я хочу найти человека, который:
а) имеет высшее техническое образование, в идеале профильное (да, я из тех, кто всё еще считает, что только классическое высшее образование приблизит нас к светлому будущему).
б) работает или работал в сфере проектирования электроники
в) или вы просто гений без какого-либо образования и постоянной работы (такие бывают и с одним таким я даже знаком, но он не электронщик)

Сам я инженер, заканчивал в 2003 г. МГТУ им. Баумана, к сожалению не в области микроэлектроники, но понять друг друга мы сможем.
В ответ от вас я хотел бы получить не просто "я готов", а что-то более содержательное и интересное.

Для связи:
форум или почта [email protected]
 
Изменено:

Эдуард Анисимов

★★★★★★✩
23 Сен 2019
2,297
948
58
Марий-Эл
LoRa бьёт по пересечённой местности 10 км.
Под землёй интересно конечно.
Вот ледники в детстве пробивали, частоты не помню.
У LoRa антенны большие, из тех что я пробовал. Но есть и SMD антенны.
 

rkit

★★★✩✩✩✩
5 Фев 2021
484
116
б) Какая модификация протокола больше подходит для решения нашей задачи и почему? Какие требования к антеннам (это для нас важно в силу ограниченности пространства внутри прибора)?
Никакая. Этот протокол решает фундаментально другую проблему - маршрутизацию между конечными устройствами и Интернетом.

Для подземного радио используют инфранизкие частоты. Без лицензий на них вещать нельзя, и один фрилансер такую разработку не потянет. Нужен штат, человек из пяти, и серьезно оборудованная лаборатория.
 

bort707

★★★★★★✩
21 Сен 2020
2,916
865
Никакая. Этот протокол решает фундаментально другую проблему - маршрутизацию между конечными устройствами и Интернетом.
я уже спрашивал у ТС, нафига ему именно лора-ВАН ? - молчит
Похоже на студента, которому дали задание на курсовую "сделать на ЛОРАВАН", а как и зачем - он не знает
 

Геннадий П

★★★★★★✩
14 Апр 2021
1,848
595
44
с скальных породах не более 10 метров + 200 метров по "открытому" воздуху
Вы понимаете что такое 10 метров скальной породы? И почему это сделать не реально с заданными параметрами?
 
Изменено:
  • Лойс +1
Реакции: te238s

deevd2

✩✩✩✩✩✩✩
29 Сен 2021
5
0
43
Москва
pmwork.ru
Никакая. Этот протокол решает фундаментально другую проблему - маршрутизацию между конечными устройствами и Интернетом.
Возможно. Но в моей картине мира он, в первую очередь, решает другие задачи - низкое энергопотребление, большая дальность. А вот то, о чем вы пишите - это уже просто его типовое назначение.
 

deevd2

✩✩✩✩✩✩✩
29 Сен 2021
5
0
43
Москва
pmwork.ru
Вы понимаете что такое 10 метров скальной породы?
Да, понимаю. Даже рядом стоял. Довольно большая куча рыхлой скальной породы, которая получается примерно следующим образом:
123.jpg

И почему это сделать не реально с заданными параметрами?
Нет, пока, к сожалению, не понимаю. Поэтому хочу поэкспериментировать.
 

rkit

★★★✩✩✩✩
5 Фев 2021
484
116
Может быть, не надо жить с такой неадекватной картиной мира? Я говорю ИМЕННО о назначении, и другого назначения и причины использовать LoRaWAN - НЕТ.
 

deevd2

✩✩✩✩✩✩✩
29 Сен 2021
5
0
43
Москва
pmwork.ru
Для подземного радио используют инфранизкие частоты. Без лицензий на них вещать нельзя, и один фрилансер такую разработку не потянет. Нужен штат, человек из пяти, и серьезно оборудованная лаборатория.
Это понятная точка зрения. Я про нее знаю. Знаю даже НИИ где есть отдел экспериментальных разработок. Это пока не мой путь.

Сейчас не нужны инфранизкие частоты и люди из НИИ. Мне нужен вдумчивый относительно простой эксперимент с LoRa. Вдумчивый, потому нужно вникнуть в детали.

Текущая мысль простая. Возможно ошибочная, но простая. Если мой счетчик с водой умеет передавать данные на базовую станцию из бетонной коробки в условиях городской застройки на расстояние нескольких кварталов, то почему это нельзя делать всего лишь с 7-10 метровой глубины.
 

deevd2

✩✩✩✩✩✩✩
29 Сен 2021
5
0
43
Москва
pmwork.ru
Может быть, не надо жить с такой неадекватной картиной мира? Я говорю ИМЕННО о назначении, и другого назначения и причины использовать LoRaWAN - НЕТ.
Хорошо, в целевой схеме данные с устройств устройств будут попадать в некую прикладную систему. Мы работаем строго в рамках назначения протокола. Есть устройства, есть интернет, есть данные, которые с них нужно получать.
Возможно, я путаюсь в терминологии с протоколами. Уж извините...

вы с Лора не путаете?
По всей видимости да, путаю... я вот про это: https://ru.wikipedia.org/wiki/LoRa
 
Изменено:

Геннадий П

★★★★★★✩
14 Апр 2021
1,848
595
44
Да, понимаю. Даже рядом стоял. Довольно большая куча рыхлой скальной породы, которая получается примерно следующим образом
Имелось в виду не визуально, а по проницаемости электромагнитными волнами. На полпути уже ничего не будет ловить или передавать, а вы ходите использовать 433/900 МГц, которые затухнут гораздо раньше.
 

SSMN

✩✩✩✩✩✩✩
2 Окт 2021
1
0
Немного вклинюсь в тему разговора. Я - разработчик системы умного освещения, как раз таки, с использованием того самого LoRaWAN-a. Так вот, что я вам скажу:
1. LoRaWAN - стандартизированный протокол поверх технологии LoRa, в вашем случае бесполезен. Вам не нужны защита данных, системы авторизации в сети и так далее. Да и основная цель этого протокола - подключение и систематизация множества нодов(конечных устройств) по радиоканалу к одному девайсу в сети Интернет. Вам нет необходимости пересылать всю эту лишнюю кучу данных когда у вас в сети 2-3-4 устройства.
2. LoRa - в вашем случае тоже крайне бесполезный вариант. 433\868 - слишком высокие частоты, для работы в таких сложных условиях как горная порода. Поскольку любая горная порода содержит кучу дополнительных хим. элементов, что не очень хорошо сказывается на устойчивости сигнала.

Реальным решением вашей проблемы будет разработка устройства с ультранизкими частотами, но там уже территория военных и просто так вам таким заниматься никто не даст. Думаю именно по этому в мире подобных устройств еще нет и в ближайшее время не будет.
 

poty

★★★★★★✩
19 Фев 2020
3,006
899
@SSMN, проблема ультранизких частот не в том, что это - территория военных, а в размерах антенн. Полоса частот в СВ и ДВ (не говоря уже о СДВ) диапазонах небольшая, поэтому скорее всего придётся использовать АМ модуляцию, а она требует для достижения эффективной передачи сигнала большой мощности. Размер антенны прямо пропорционален длине волны, соответственно, на длинах волн 100м и более микроантенну, как в LoRa - не сделать. Да, можно воспользоваться благами цивилизации и сконструировать что-то, но это всё равно будут метры.