0.序

最近半年的時間一直在從事這方面的開發(fā)工作，到目前為止對于Sigfox有一定想法和經(jīng)驗，同時目前國內(nèi)對于該技術的使用和應用還處在剛剛起步的階段，很多博客對Sigfox的講解是一個淺嘗輒止的介紹，因此在很多時候的入門是一個及其不方便的過程，因此在這里做一些總結和分享。

2018年1月，在法國總統(tǒng)馬克龍訪華期間，Sigfox曾聯(lián)合中國聯(lián)通、法國KRG智慧養(yǎng)老公司與成都高新區(qū)宣布共同建設運營成都國際智慧養(yǎng)老服務示范社區(qū)，發(fā)展老人監(jiān)護應用方案。

如有不足，歡迎各位在評論區(qū)指出探討。

1.低功耗物聯(lián)網(wǎng)及Sigfox背景介紹

1.1 LPWAN介紹

隨著5G的逐漸成為一個越來越熱的通信方式，其“對立面”——低功耗廣域網(wǎng)絡（LPWAN）也逐漸被廣泛的應用。5G意味著更大的帶寬，更快的數(shù)據(jù)傳輸速率以及更大的數(shù)據(jù)吞吐量，但與之對應的就是更高的成本，更多的對頻譜資源的占用，和對空中無線資源的占用。而在很多時候往往不需要如此高的數(shù)據(jù)傳輸量，尤其是不需要如此高的成本，以Sigfox為例，其一套成熟的通信模塊的BOM成本大約在3——5美金左右，在5G應用中，光一個基帶芯片的成本就遠高于此。
例如在智慧城市，智慧道路，智慧醫(yī)療，智慧物流等很多領域，往往不需要音頻、視頻等數(shù)據(jù)的傳輸，其傳輸?shù)耐墙K端傳感器中所采集的數(shù)據(jù)以及一些簡單的對數(shù)據(jù)的分析（這并非意味著這種情況就無法做大數(shù)據(jù)的分析，這些簡單的終端數(shù)據(jù)通過無線的方式傳輸?shù)交?#xff0c;最終到達系統(tǒng)端，而系統(tǒng)主站可以對這些數(shù)據(jù)進行及其詳盡的大數(shù)據(jù)的分析）。
由此可見LPWAN和5G這兩種無線通信類型將在物聯(lián)網(wǎng)這個大的世界中扮演著各自的角色，并最終都將匯合在萬物互聯(lián)的盡頭。

1.2 Sigfox背景簡介

Sigfox是由Sigfox公司所提出的一種通信網(wǎng)絡，2009年成立于法國，該技術是一種連接低功耗設備的無線網(wǎng)絡，主要用于低功耗物聯(lián)網(wǎng)，這類應用需要連續(xù)地發(fā)送少量的數(shù)據(jù)。Sigfox希望建立第一個僅供用于物聯(lián)網(wǎng)的全球蜂窩連接的公司，其基礎設施完全獨立于現(xiàn)有的網(wǎng)絡（如電信移動網(wǎng)絡）。
由于物聯(lián)網(wǎng)連接使用低數(shù)據(jù)速率，Sigfox網(wǎng)絡利用了超窄帶，UNB技術。傳輸功耗水平非常低，而仍然能維持一個穩(wěn)定的數(shù)據(jù)連接。Sigfox無線鏈路使用免授權的ISM射頻頻段。Sigfox網(wǎng)絡中單元的密度(基于平均距離)，在農(nóng)村地區(qū)大約30-50km，在城市中常有更多的障礙物和噪聲距離可能減少到3-10km之間。整個Sigfox網(wǎng)絡拓撲是一個可擴展的、高容量的網(wǎng)絡，具有非常低的能源消耗，同時保持簡單和易于部署的基于星型單元的基礎設施。
以上的關于Sigfox的介紹是目前國內(nèi)最常見的對Sigfox的簡介，事實上，目前Sigfox的最主要的優(yōu)勢在于基于Sigfox可以實現(xiàn)終端設備與云端的直接連接，而避免了終端用戶與運營商過多的溝通，極大地降低了終端客戶這一部分的成本。由Sigfox公司與各地運營商進行協(xié)調(diào)，同時Sigfox公司將終端的硬件設備與芯片供應商合作，由終端芯片商提供底層的軟硬件研發(fā)并形成庫，而最終的終端用戶只需基于這些庫進行二次開發(fā)。Sigfox則通過系統(tǒng)后臺和云端運營，從而實現(xiàn)盈利。

2. Sigfox無線通信介紹

Sigfox是連接傳感器和設備的低成本，可靠，低功耗的解決方案。
Sigfox協(xié)議著重于：
Autonomy：極低的能耗，可確保多年的電池壽命。
Simplicity：不需要配置、連接請求。終端設備在幾分鐘之內(nèi)即可啟動并運行。
Cost efficiency：從設備中使用的硬件到我們的網(wǎng)絡，Sigfox公司對每個步驟進行優(yōu)化，以盡可能提高成本效益。
Small messages：網(wǎng)絡中不會發(fā)送大數(shù)據(jù)量的媒體數(shù)據(jù)（例如音頻、視頻等），只有小的payload：最多12個字節(jié)。
Complementarity：由于其低成本和易于配置，因此還可以將Sigfox用作任何其他類型網(wǎng)絡的輔助解決方案，例如：Wi-Fi，藍牙，GPRS等。

2.1 Sigfox不同 RC的介紹

上圖所示的為Sigfox目前在全球的網(wǎng)絡部署的情況，實際上可以看到，目前Sigfox的部署主要集中在歐美地區(qū)及太平洋地區(qū)，而亞洲則主要有印度、日本、中國臺灣地區(qū)等。
（順便說一句，Sigfox官網(wǎng)中的用戶注冊頁面令人很舒適）

Sigfox目前基于不同地區(qū)對于無線電頻段的要求分為6個頻段（RC）：

RC1：奧地利，比利時，保加利亞，克羅地亞，捷克共和國，丹麥，愛沙尼亞，芬蘭，法國，德國，匈牙利，愛爾蘭，意大利，拉脫維亞，列支敦士登，立陶宛，盧森堡，馬耳他，荷蘭，挪威，波蘭，葡萄牙，羅馬尼亞，塞爾維亞，斯洛伐克，斯洛文尼亞，西班牙，瑞典，瑞士，英國，法屬圭亞那，法屬波利尼西亞，瓜德羅普島，馬提尼克島，毛里求斯，馬約特島，新喀里多尼亞，留尼汪島，博茨瓦納，肯尼亞，尼日利亞，阿曼，南非，斯威士蘭，突尼斯，阿拉伯聯(lián)合酋長國。
RC2：巴西，加拿大，墨西哥，波多黎各，美國。
RC3：日本。
RC4：阿根廷，智利，哥倫比亞，哥斯達黎加，厄瓜多爾，薩爾瓦多，危地馬拉，洪都拉斯，尼加拉瓜，巴拿馬，秘魯，特立尼達和多巴哥，烏拉圭。澳大利亞，香港，印度尼西亞，馬來西亞，新西蘭，新加坡，臺灣，泰國。
RC5：韓國。
RC6：印度。

事實上，為了保證Sigfox在不同的地區(qū)中都能夠進行無線通信，Sigfox需要遵守當?shù)氐臒o線電通信的標準和要求，例如在歐洲地區(qū)的無線電設備指令（The Radio Equipment Directive,Red)2014\53\EU認證標準，在美洲地區(qū)的FCC認證等等。
因此也就產(chǎn)生了對于不同地區(qū)不同頻段、上下行波特率以及EIRP等的標準，如下表所示。

–RC1RC2RC3RC4RC5RC6

Uplink center frequency (MHz)	868.130	902.200	923.200	920.800	923.300	865.200
Downlink center frequency (MHz)	869.525	905.200	922.200	922.300	922.300	866.300
Uplink data rate (bit/s)	100	600	100	600	100	100
Downlink data rate (bit/s)	600	600	600	600	600	600
Sigfox recommended EIRP (dBm)	16	24	16	24	14	16

而除此之外，在不同的RC中，其上行的總帶寬和下行的帶寬事實上也是存在著很大的差異的，可能很多人都聽說了Sigfox的超窄帶技術，但是很多時候卻沒有對這個有明確的了解，事實上，如下表所示，在RC2和RC4中Sigfox的帶寬是遠大于192KHz的。

–RC1RC2RC3RC4RC5RC6

Uplink low boundary	868.030	902.100	923.100	920.700	923.200	865.100
Uplink high boundary	868.230	904.700	923.300	923.300	923.400	865.300
Downlink low boundary	869.425	905.100	922.100	922.200	922.200	866.200
Downlink high boundary	869.625	907.700	922.300	924.800	922.400	866.400

同時對于不同地區(qū)中還存在一些小的對于無線電通信的標準的要求，Sigfox也做出了對應的解決方案。
在RC1中對空中占空比的要求（占空比為每小時時間的1％，即為36秒。對于8到12字節(jié)的payload，這意味著每小時6條消息，每天140條。）
在RC3和RC5中的載波監(jiān)聽的機制（發(fā)射前，終端設備必選判斷Sigfox要發(fā)送的這200 kHz信道中沒有任何大于?80 dBm的信號。）
在RC2和RC4中的跳頻機制（設備在3個不同的頻率上廣播每個消息3次。每個通道的最大開啟時間為400毫秒。20 s之前沒有新的發(fā)射）。對于RC2中跳頻機制將在之后進行詳細的講解。
接下來將以RC2為例，對Sigfox的通信方式做詳細的介紹。

2.2 調(diào)制方式

那么在學習和了解一種新的通信方式的時候，學習的順序實際上我們應該按照由底層向上層逐漸熟悉的順序。因此首先需要了解的是其物理層的特性：
Sigfox在RC2中的上行通信的調(diào)制方式為BPSK (Binary Phase Shift Keying)——二進制相移鍵控。那么對于BPSK在這里就不做過多的介紹了，你可以在任何一本通信原理的教材中找到對他詳細的講解。在這里附上Sigfox對BPSK的原理圖的介紹。

其空中的波特率在600bps，那么按照其協(xié)議幀中所規(guī)定的其傳輸時間大概在350ms左右，其在時域的波形如下圖所示，不過放大時間之后并沒有在看到倒π的現(xiàn)象。

其下行的調(diào)制方式為GFSK(Gauss frequency Shift Keying)——高斯頻移鍵控。
針對Sigfox的物理層的相關的更多信息，可以在ETSI GS LTN 001 V1.1.1、ETSI GS LTN 002 V1.1.1、ETSI GS LTN 003 V1.1.1有更多的了解。上述的三個標準文檔詳細的定義并介紹了有關Sigfox的物理層的信息。

2.3 發(fā)送及接收時序

在上圖中可以很清楚的從時域的角度看到Sigfox的通信機制，首先終端模塊在三個不同的頻點發(fā)送上行幀，每幀的時長大概在350ms左右，每幀之間的間隔為500ms，在上行幀發(fā)送Tw后，將允許下行幀的發(fā)送。其中Tw的時間大約為20s左右，下行數(shù)據(jù)將在上行第一幀發(fā)送完成 之后的20.1s至44.5s內(nèi)發(fā)送。這也意味著終端模塊需要在這個時間段內(nèi)開窗，接收下行的數(shù)據(jù)幀。在44.5s結束之后的1.4s，終端模塊將會再開啟一個3.6s上報，在這中間將會上報之前下行幀中的例如RSSI等參數(shù)的OOB（Out Of Band，帶外數(shù)據(jù)）。

帶外數(shù)據(jù)(Out of Band, OOB) ，傳輸層協(xié)議使用帶外數(shù)據(jù)來發(fā)送一些重要的數(shù)據(jù)，如果通信一方有重要的數(shù)據(jù)需要通知對方時，協(xié)議能夠將這些數(shù)據(jù)快速地發(fā)送到對方。

事實上通過這種方式可以有效的使基站及云端知道是否模塊已接收到信息，從而優(yōu)化或調(diào)整其通信網(wǎng)絡，在實際的通信網(wǎng)絡中，每一個Sigfox終端模塊上行時都將至少會被3個基站接收到數(shù)據(jù)，而據(jù)老嚴的介紹，其最大可以同時被10+個基站同時接收信息，這一點也保證了Sigfox協(xié)議中上行數(shù)據(jù)的有效發(fā)送。

在從宏觀上了解Sigfox的通信時序之后，我們再從終端模塊的角度進一步的熟悉并了解Sigfox的通信時序。

可以從圖中清楚的看到，在除過測試幀的情況下，終端模塊是一個很明顯的Idle——Ready——Uplink——Downlink的過程，而這個過程也很明顯的可以看到Sigfox的開窗的過程。

2.4 協(xié)議幀

現(xiàn)在應該已經(jīng)對Sigfox的整個通信過程有一個大致的了解了，接下來將對其中的細節(jié)部分，即每一次的Sigfox上下行中到底發(fā)了什么，做一個更加詳細的了解。
P.S. 如果各位想要更加詳細的了解這一節(jié)的內(nèi)容，可以在《Sigfox radio specifications v1.3 February 2019 (public)》中找到更加詳細且官方的內(nèi)容。

2.4.1 上行協(xié)議

上圖所示的為按照不同的層級的分類，對整個協(xié)議做了一個詳細的解析，可以看到協(xié)議被簡單的分為了應用層，MAC層，物理層，當然這個分層與我們在TCP/IP中所談到的7層協(xié)議還是有所區(qū)別的。
首先從最上層的應用層UpLink Message Content講起，這里所指的實際上也就是PayLoad部分，也就是我們常說的有效負載，或者是用于所定義的上傳的內(nèi)容。Payload的部分實際上就是我們用戶每次使用Sigfox協(xié)議上傳時，所實際上傳的數(shù)據(jù)。這里的長度是可變的，從0字節(jié)到12字節(jié)可變，而這個可變的PayLoad也會影響到協(xié)議中的其他部分。
接下來就是MAC層的幾個標識部分了。

LI（Length Indicator）：2位，這實際上是一個長度的標識，在上表中可以看到該值會根據(jù)不同的PayLoad的長度而改變，Sigfox要求在協(xié)議中，針對不同長度的Message，LI的值必須嚴格按照表格中一一對應，UL-AUTH和最終整個UL-Content的長度都在上表中也一一對應。
BF（Bidirectional Flag）：1位，這個的值我沒有太理解，Sigfox的官方給的解釋是，姑且按照官方的解釋聽之吧。

0b0 in an UL-container carrying application message in a U-procedure,
0b1 in an UL-container carrying application message in a B-procedure.

REP（Repeated Flag）：1位，重復標識，該值一般情況下默認為0
MC（Message Counter）：12位，數(shù)據(jù)計數(shù)標識，該值在實際的應用中是比較好用的，可以通過該值判斷是否存在丟包等情況，因為其每一次發(fā)送都會計數(shù)，且計數(shù)依次增加，當?shù)?096之后則又歸為0。
ID（Identifier）：32位，終端模塊的ID號，在協(xié)議中需要有一個大小端的轉置。
UL-AUTH（Uplink Authentication）：這個實際上是對前面的6個部分在填充了Roc位之后，進行CBC模式下的AES128加密，最后將經(jīng)過加密之后的結果按照如上表中的UL-AUTH的長度規(guī)范，填充到UL-AUTH。

最后就是PHY層的幾個部分了：
CRC校驗：16位，多項式為X16 + X12 + X5 + 1，因子為0xFFFF，將校驗之后的結果放在協(xié)議的最后。
FT（Uplink frame type）：13位，實際上這一幀是按照之前我們所描述的Sigfox的上行幀共計有4幀，包括3個在不同頻點的應用數(shù)據(jù)和最后的帶外數(shù)據(jù)，而FT這13位則是對不同的幀和不同的長度做一個標識，如果有想詳細了解不同情況下FT的具體值是多少的可以查閱Sigfox radio specifications v1.3 February 2019 (public)的地17——18頁。
UL-Pr（Uplink preamble）：19位，上行前導，默認設置為0b1010101010101010101。
至此，上行協(xié)議中的所有位我們都已詳細了解完成，最后可以通過如下表做一個回顧。

2.4.2 下行協(xié)議

上下行協(xié)議中MAC層的區(qū)別主要是在DL-AUTH中的不同以及校驗方式的不同
DL-AUTH：這里的區(qū)別主要在部分的轉置的區(qū)別，DL-AUTH對MAC層中的幾個參數(shù)有了比較不同的轉置。具體的轉置方式見下圖

當轉置完成之后，同樣會使用AES128對所有的MAC層做加密，并填充到DL-AUTH上。
CRC校驗：CRC校驗的多項式為X8 + X5 + X3 + X2 + X + 1。
在物理層中，下行協(xié)議中還增加了ECC和whitening兩個模塊。
ECC（Downlink error correction）：這里的主要目的是下發(fā)糾錯碼，糾錯碼的主要實現(xiàn)方式見下圖：
whitening（Downlink whitening function）：在Sigfox的官方文檔中給出了其實現(xiàn)步驟：
1、Evaluate the initialization value of the whitening function as (End-Point Identifier x MC) mod512, where MC value is from the uplink frame of the corresponding bidirectional sequence.
2、If (End-Point Identifier x MC) mod512 equals 0, set the initialization value to 51110.
3、XOR the concatenation of ECC, DL-CONTAINER and DL-CRC fields, in order, with the pseudo-random bit stream generated by the PN9 polynomial: R=X9+X4+1 initiated with the above initialization value.
其實現(xiàn)方式相對來說不是很復雜，但是沒有搞清楚為什么要加這一步。

最后同樣地通過如下表做一個回顧。

3 選型及認證

3.1 選型介紹

Sigfox公司提供了相對來說比較開放的選型和硬件設備供應，詳細的選型及合作方可在https://partners.sigfox.com/看到詳細的介紹。在這里分為幾個部分對Sigfox的選型做一個介紹

3.1.1 芯片

這里的芯片介紹分為兩個部分，一個部分為射頻芯片的介紹，另一個部分為SOC的介紹。
射頻芯片目前來說主要有如下幾個廠商的芯片，包括ST的S2-LP，TI的CC1120和CC1125，Silicon Labs的Si446x，和安森美的AX5043這幾款射頻芯片，目前常用的主要為ST的S2-LP。
S2-LP的不同型號可以用于413-479 MHz (S2-LPQTR)、452-527 MHz (S2-LPCBQTR)、826-958 MHz (S2-LPQTR)、904-1055 MHz (S2-LPCBQTR)，這些都很好的適應了Sigfox所處的頻段，即各個地區(qū)的非授權頻段。同時S2-LP可以提供16dBm的輸出功率和-130dBm的接收靈敏度，空中波特率為0.1到500kbps，接收功耗為7mA左右，在標準方面可以完全兼容IEEE 802.15.4，ETSI EN 300 220，ETSI EN 303 131，FCC part 15 and part 90。同時用該芯片搭配STM8或STM32實現(xiàn)一整套解決方案也是不錯的選擇，這一部分ST實際上已經(jīng)有成熟的模塊，稍后會講到。

另一個方面則是采用SOC，SOC相對來說就實現(xiàn)了Sigfox最開始所說的輕量級協(xié)議，可搭載其他類似于ZigBee，藍牙，WiFi等不同的通信方式。
其主要廠家集中在安森美、MicroChip和NXP等公司，其中安森美有相對來說較為豐富的型號，如有需要可以在前面所說的https://partners.sigfox.com/網(wǎng)站內(nèi)查詢。

3.1.2 設備工具包

設備工具包，Device Kits，和芯片廠商一樣，同樣是Sigfox開放合作的一種方式，目前主要包括如下廠家的產(chǎn)品。


可以看到設備工具包目前有很多家公司都有相對來說比較成熟的產(chǎn)品，從硬件的角度來說，其實只要支持Sub-1GHz的模塊都可以支持該產(chǎn)品，當然，Sigfox對電源和晶振的選型有相對來說比較嚴苛的要求，但目前來說這些開發(fā)套件都是較為成熟和完善的終端產(chǎn)品解決方案。主要包括了Arduino，樹莓派，安森美以及Wisol公司的EVBSFM20R1。
Wisol公司的這款開發(fā)板上集成了Sigfox+WiFi+BLE+GPS+Accelerometer+NFC，幾乎包括了常見的物聯(lián)網(wǎng)通信方式！！

3.1.3 模塊

事實上，如果不想自己實現(xiàn)Sigfox底層的開發(fā)，而只是想通過Sigfox實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送，目前來說很多公司都生產(chǎn)了Sigfox模塊，而你只需要保證基于別人的模塊能夠進行二次開發(fā)即可，很多的模塊開發(fā)相對來說極其簡單，例如使用AT指令控制Sigfox模塊，一天的時間就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。這些模塊一般都是Sigfox合作伙伴開發(fā)的模塊，同時已經(jīng)通過了無線電認證的認證（Sigfox Verified），而你只需要完成并實現(xiàn)一些簡單關于天線的認證（Sigfox Ready），就可以使用Sigfox進行通信了。
Sigfox在其官網(wǎng)上推薦的Sigfox module多達70+種，在這里就不做過多的推薦，大家可以去https://partners.sigfox.com/products/module依次仔細查看他們的性能和報價以及配合程度。

3.1.4運營商及系統(tǒng)軟件

前面提過，Sigfox的一大優(yōu)勢就是運營商這一部分實際上已經(jīng)是由Sigfox和各個運營商之間達成了協(xié)議，相對來說大大減少了終端模塊在使用其Sigfox網(wǎng)絡時的麻煩。
因此在這里只是做一個運營商的簡單介紹，便于在真正使用時，最起碼能夠知道是和誰協(xié)調(diào)當?shù)氐木W(wǎng)絡。
https://partners.sigfox.com/search/companies?or[type][0]=so&q=&limit=12&page=0

系統(tǒng)軟件，當你不想自己開發(fā)系統(tǒng)軟件時，Sigfox的合作方們實際上已經(jīng)開發(fā)出了很多的系統(tǒng)軟件，一下是一些簡單的截圖。

3.2 認證相關標準和要求

這一部分將隨著認證的過程，持續(xù)完善
Sigfox的認證分為兩個部分的認證。
“Sigfox Verified”認證是授予Sigfox合作伙伴開發(fā)的模塊，這些模塊已經(jīng)通過了無線電認證。
“Sigfox Ready”認證是授予Sigfox合作伙伴開發(fā)的已通過天線認證的設備。
同時很多地區(qū)還要求要符合當?shù)氐恼J證標準。

3.2.1 認證介紹

這一部分的測試認證主要測試如下兩個部分，Sigfox射頻和協(xié)議測試（證明協(xié)議符合性）以及Sigfox輻射性能測試證據(jù)。
Sigfox Verified 分為如下三種認證，不同的認證之間報價也不同
? Similarity offer
適用于基于Sigfox ReadyTM設備（即參考設備）的設備，其改變不會影響設備的RF通信部分（RF示意圖、RF布局、RF固件、設備電源、天線、機械外殼……），在這種情況下只需提交build.sigfox.com中提供的設備相似性清單文檔，并提交類似的設備文檔供sigfox分析。
? Derived offer
這種情況適用于從一個RC到另外的RC中的情況，只要射頻通信部分通符合Sigfox射頻和協(xié)議規(guī)范，則授權對其進行設計變更。也可更換天線，但不可更換外殼、電池和傳感器。
? Upgrade offer
它適用于Sigfox ReadyTM認證的設備，在保持相同型號名稱（參考）和相同RC的情況下應用了重大更改。通常，由于產(chǎn)品改進、老舊過時管理等原因而導致的產(chǎn)品升級。主要變化包括天線、外殼、PCB布局、電池或電源、Sigfox庫、振蕩器和調(diào)制解調(diào)器設計的變化。

Sigfox認證流程圖

3.2.2 需要做的準備

認證的主要內(nèi)容是在
《Be prepared for Sigfox RF & protocol tests》
《Be prepared for Sigfox radiated performance tests》
上述兩個文檔中體現(xiàn)的，最終需要提供除模塊外的，還需要提供內(nèi)部和外部照片，數(shù)據(jù)表，物料清單、示意圖和印刷電路板布局等…

P.S.
1、ID和秘鑰應以非易失方式存儲，同時這兩個值不得被修改；
2、提供射頻振蕩器的數(shù)據(jù)表，包括老化值（5年）和溫度公差（隨溫度范圍）。

4.Dongle及RSA的使用

關于這一部分的使用主要的參考資料包括如下文檔，如下文檔大家可以在Sigfox的官方網(wǎng)站上下載，官方網(wǎng)站的地址為https://build.sigfox.com/。

《att19658091-SIGFOX SDR dongle -DATASHEET.pdf》
《Sigfox USB Dongle Downlink User Guide_doenlink_20181107.pdf》
《Sigfox+USB+Dongle+User+Guide20181102.pdf》
《att19643734-SIGFOX Network Emulator.pdf》
《47453347-RSA_userguide.pdf》》

Dongle實際上是一個連接到筆記本電腦的u盤，通過SMA連接器發(fā)送信號，兼容Sigfox網(wǎng)絡仿真器和無線電信號分析儀軟件包。可以把Dongle當做一個小的基站，用作研發(fā)時的調(diào)試。在拿到Dongle之后，我們首先打開他的Datasheet，可以看到Dongle的接收靈敏度和發(fā)送功率實際上是相比于基站而言有所衰減。

4.1 Sigfox網(wǎng)絡仿真器（SNE）

Sigfox網(wǎng)絡仿真器是在Sigfox SDR Dongle上運行的軟件，專用于測試設備與應用程序之間的端到端和雙向數(shù)據(jù)傳輸服務。通過Dongle上的SNE，可以測試從設備到應用程序的端到端數(shù)據(jù)服務，反之亦然，同時還可以連接主站，傳輸具有詳細信息內(nèi)容的調(diào)試應用程序。
如果想收到一個模塊的上行數(shù)據(jù)，其實在SNE中，只需要配置好CONFIGURATION中的Radio部分就可以了，選好RC，其他的參數(shù)都是根據(jù)Sigfox協(xié)議中已經(jīng)訂好了特波特率和上下行中心頻點。
然后在配置Device中的模塊的ID號，配置好之后就可以在Message中收到終端模塊發(fā)送上來的數(shù)據(jù)了。
配置好了之后就可以在SNR中看到一行數(shù)據(jù)。

那么分別對看到的數(shù)據(jù)給大家做一個簡單的介紹，Device ID即為模塊的ID號，該號碼是由Sigfox公司唯一賦值的一個4字節(jié)的十六進制數(shù)據(jù)，具體的可以在前面協(xié)議中詳細了解。Time即為Dongle接收到上行數(shù)據(jù)的時間，Sequence Number即為之前協(xié)議中所描述的Message Count，Data/Deconding即為上行數(shù)據(jù)中所真正發(fā)送的Payload數(shù)據(jù)，LQI即為信號強度的表示，Callbacks表示信號的上行數(shù)據(jù)和下行應答等是否成功。
Callbacks中的上行箭頭和下行箭頭分別表示的意思如下：

箭頭方向箭頭顏色表示含義

上行	灰	沒有回調(diào)
上行	橙	在等待接收時的表示
上行	紅	回調(diào)返回了錯誤代碼
上行	綠	回調(diào)返回OK
下行	橙	過渡狀態(tài)，等待響應的傳輸
下行	紅	響應傳輸失敗，失敗的原因在ACKNOWLEDGE變量中
下行	綠	響應通過SNR已經(jīng)發(fā)送了

上圖中的綠色則表示Sigfox收到下行數(shù)據(jù)之后，返回的OOB數(shù)據(jù)，那么問題來了，如何配置下行數(shù)據(jù)呢。

在Configuration中的Callback中，右上角選擇New之后，在Downlink data界面中配置不同的模式。
No Downlink： 表示不下發(fā)Downlink數(shù)據(jù)，即沒有下行
Direct： 配置成該模式之后可以直接在Downlink mode下方的Downlink data in hexadecimal中填寫要下發(fā)的十六進制的Hex數(shù)據(jù)即可。同時這里還提供了可以通過{time}、{RSSI}等方式下發(fā)剛剛收到的鏈路層的相關數(shù)參數(shù)。注意，配置完成之后需要在下方的url 中填寫一個url地址（如果沒有就隨便填一個符合url格式的即可）。
Callback ：Callback模式中則將接收數(shù)據(jù)的url地址填在Callbacks-DATA中的url-pattern中，然后選好要配置的Post或Get模式，之后將格式改為json格式，將body部分配置好即可完成。

4.2 Sigfox無線電分析儀（RSA）

RSA用于測試無線電是否符合Sigfox在射頻方面的基本要求。通過提供分析和自動結果，它提供了驗證輸出，為模塊和參考設計的Sigfox經(jīng)過驗證的認證做準備。那么RSA實際上是用于Sigfox驗證的認證要求測試無線電合規(guī)性，同時還可以當做一個小的頻譜儀使用。
這一部分的安裝過程請參考https://build.sigfox.com/sdr-dongle#rsa-getting-started中的RSA Getting Started部分

5. 系統(tǒng)開發(fā)集成

因為我本身不是做系統(tǒng)軟件，但是在整個項目的調(diào)試過程中，對系統(tǒng)軟件部分有一定的熟悉和了解。

后端可以使用 “callback” 系統(tǒng)自動轉發(fā)某些事件。 回調(diào)是一個自定義的http請求，其中包含發(fā)送到給定服務器/平臺的設備數(shù)據(jù)以及其他變量。 例如，當收到新設備消息，計算位置或檢測到設備通信丟失時，將觸發(fā)回調(diào)。 回調(diào)的配置在設備類型頁面中完成。

在這里分享幾個網(wǎng)址和文檔。
https://backend.sigfox.com/apidocs/callback
如果有熟悉這一部分的同行歡迎留言交流。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的LPWAN——Sigfox实战经验介绍的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。