在遠程資產(chǎn)追蹤、野外環(huán)境監測等場(chǎng)景中，穩定可靠的長(cháng)距離通信與超低功耗是系統設計的核心挑戰。eFish-SBC-RK3576通過(guò) ‌原生雙UART接口 + USB OTG擴展能力‌ ，可無(wú)縫集成主流LPWAN模組（LoRa/NB-IoT），實(shí)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(xié)議對接、場(chǎng)景優(yōu)化三方面，解析如何打造“超長(cháng)待機”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15km+（實(shí)測，視天線(xiàn)增益）
• ‌NB-IoT模組（移遠BC95）‌：
• ‌頻段‌：B5/B8/B20，支持全球主流運營(yíng)商
• ‌接口‌：USB轉UART（內置TCP/IP協(xié)議棧）
• ‌功耗‌：PSM模式待機電流僅5μA

‌接線(xiàn)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（模組默認值），無(wú)需電平轉換！

‌2. 代碼實(shí)戰：數據透傳與協(xié)議解析‌

‌案例需求‌：

• 通過(guò)LoRaWAN發(fā)送傳感器數據至網(wǎng)關(guān)（TTN平臺）
• NB-IoT模組定時(shí)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(wǎng)絡(luò )（OTAA方式） 

lora.write('AT+JOIN=1\r\n'.encode()) 

response = lora.read_until('+JOIN: Success', timeout=10) 

 

# 發(fā)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(shí)際云端API"\r\n'.encode()) 

time.sleep(1) 

nbiot.write('{"lat":22.5432,"lng":113.9519}'.encode()) 

‌低功耗優(yōu)化技巧‌：

• ‌LoRa ADR自適應速率‌：動(dòng)態(tài)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(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：遠程資產(chǎn)追蹤與野外監測‌

‌場(chǎng)景一：冷鏈物流資產(chǎn)追蹤‌

• ‌核心需求‌：
• 實(shí)時(shí)監控貨物位置（GPS）與溫濕度（BME680）
• 異常溫度即時(shí)報警（NB-IoT短信/平臺推送）
• ‌eFish方案優(yōu)勢‌：
• ‌雙模冗余通信‌：市區優(yōu)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(wǎng)時(shí)保存72小時(shí)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(chǎng)景二：自然保護區生態(tài)監測‌

• ‌核心需求‌：
• 太陽(yáng)能供電，野外連續工作1年+
• 野生動(dòng)物活動(dòng)監測（振動(dòng)傳感器+AI識別）
• ‌eFish方案優(yōu)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(wǎng)‌：通過(guò)Mesh協(xié)議將數據接力回傳至中心網(wǎng)關(guān)
• ‌防拆機制‌：GPIO連接磁性開(kāi)關(guān)，觸發(fā)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(shí)	1次/10分鐘
‌平均功耗‌	0.12W（休眠） / 0.8W（發(fā)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(xié)議棧（LoRaMac-node移植版）
• NB-IoT AT指令自動(dòng)化工具（支持移遠/華為模組）
• ‌硬件擴展配件‌：
• ‌高增益天線(xiàn)套件（IP67防水）
• ‌電源管理板（支持太陽(yáng)能MPPT）

‌

‌七、結語(yǔ)：LPWAN與邊緣計算的終極組合‌

eFish-SBC-RK3576以 ‌工業(yè)級可靠性、全接口兼容性、超低功耗設計‌ ，成為遠程物聯(lián)網(wǎng)終端的“大腦”級解決方案。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)監測，其“連接+計算”一體化能力均可大幅降低部署復雜度，讓開(kāi)發(fā)者專(zhuān)注于業(yè)務(wù)邏輯創(chuàng )新。