LoRa网关项目——SX1278开发（一）

#前言

​ 最近在做一个LoRa物联网网关的项目，网关的作用主要是管理连接的LoRa传感器终端，将传感数据通过协议转换向上转发到Internet，当然，也要处理下行的数据。

​ 使用到的LoRa射频芯片是SX1278，MCU为STM32F103RCT6，连接Internet用的是ESP8266+AT，且移植了FreeRTOS（单纯是为了学习），开发环境是STM32CubeMX+Keil 5。由于之前没负责过整个系统的开发，所以开此贴记录一下开发过程，由于本人上学以来语文一直不好，所以文笔正在努力进步中，如果此文章有您觉得我说的不明白的地方，可以发送邮件到wanglu082@yeah.net，或者在文章下方评论，我看到会尽快回复您，多谢谅解！

您也可以无聊当个故事看，我主要是记录一下也防止以后看不懂自己写的代码，哈哈哈~

所以我将从大概三个方面大概记录：

1. SX1278的开发
2. FreeRTOS的使用
3. 整个项目总结

话不多说，直接开搂~

LoRa网关项目——SX1278开发（一）

一. SX1278介绍

​ SX1278是一款经典且性价比高的LoRa射频芯片，非常适合初学者学习使用，由于我不是特别会画PCB，所以还是选择别家的模块来的方便还不容易出错。

​ 正点原子的LoRa模块是和一个MCU封装到一起的，所以可以用串口通信，很无脑，很多参数没法修改已被正点原子给写死，只能通过它家的上位机来配置模块，遂PASS。最后选择了安信可的LoRa Ra-02模块，02是邮票孔接口的还比较容易焊接。这个就不像正点原子家的那样无脑，它就是将SX1278和其外围电路集成到了一起而已，使用SPI接口通信，有用的引脚也都引出了，目前来看比较不错。唯一的问题是他的天线接口是ipex接口的，不如SMA的好看（其实是我有很多SMA接口的天线用不上了）。

​ 配置SX1278是通过SPI接口对寄存器操作实现的，某些寄存器在LoRa模式和FSK模式有不同的作用，我这个项目只用LoRa模式，所以FSK有关的我也懒得看（话说很多寄存器我真的不看懂是啥意思，不是通信专业的对射频不是很了解，只能百度百度再百度）。

二. 开发之前的准备工作

​ 安信可的LoRa模块共引出了16个管脚（如下图），这么多的引脚加之这么多看不懂的寄存器，在这里不得不吐槽一下SX1278的官方手册真的是很不全，很多操作的逻辑都没有解释明白，要让我自己写驱动的话我估计会直接放弃，不过还好安信可提供了几个Demo可供咱们参考。

​ 选了一个点对点控制LED的Demo，果断将驱动复制出来，驱动的结构有必要说一下。我个人习惯把嵌入式项目分为5层架构，由上到下分别是：应用层、中间件层、操作系统层、板级支持包、硬件层。这个是我看知乎上一篇文章总结的，觉得跟我自己的想法高度一致，也不知道说的对不对。

• 硬件层就是单片机内部外设的驱动，像GPIO，SPI等等，这一层一般是跟单片机走的，像这个项目的硬件层就是STM32提供的HAL库。

• 板级支持包这个概念是从大学的书本上看到的，Linux开发用的比较多吧，单片机没怎么看到大家谈（火哥好像用这个概念）。这一层大概就是对外部硬件的初始化和一些基本操作的封装，通常调用的是硬件层的API来实现。就比如这个SX1278，它的初始化、片选、复位等操作就是属于板级支持包要实现的。驱动文件中的 sx1276-board.c 和 sx1276-board.h 就是属于板级支持包的。

• 操作系统层是最容易理解的，于此项目而言就是FreeRTOS嘛。系统的初始化、任务、列表、队列等数据结构的创建都是在这层实现的。操作系统层不光使用板级支持包提供的接口，显然也调用硬件层的接口，所以这个层的位置其实比较尴尬，我的理解或许也有错误，欢迎讨论！

• 中间件层的作用是实现所需的功能函数。它与应用层的区别是：应用层负责解决整个系统何时该调用哪个功能函数；而中间件层就是实现这些功能函数的。这些功能函数可能调用了不同模块对应的板级支持包的接口，组合来实现一项功能。例如，网关在接收到感知层结点的数据时，在接收回调函数中可能调用MQTT_publish()将数据转发给上层应用，同时，也会调用OLED_display()显示消息到显式模块上。

  驱动文件中的sx1276.c 和 sx1276.h 就是属于中间件层的。

• 应用层的工作是从整个系统的调度层面来讲的，这个后面再说吧~

  
  

  官方的驱动中还剩下几个文件，在这里介绍一下它们作用：

文件名	功能
radio.h	声明了很重要的两个结构体
sx1276Regs-Fsk.h	FSK模式下的寄存器宏定义
sx1276Regs-LoRa.h	LoRa模式下的寄存器宏定义

​ 将驱动文件复制到一个确定没其它问题的MDK工程中，我用的是正点原子开发板中的SPI章节Demo（HAL库），大差不差，选择一个自己觉得舒服的就行。然后可以建一个文件夹放SX1278的驱动文件，完成在Keil中建立Group、添加INCLUDE path等常规操作。

​ 之后就可以开始改错了，这其中主要是改以下部分内容：

1. 引脚定义；根据你的原理图来改。
2. GPIO、SPI初始化函数。官方给的驱动是用标准库来写的，我用的STM32CubeMX只支持HAL库，所以暂时要先把它改成对应的HAL库函数。

这里差不多就改完了，编译应该是0 error，这一章就介绍完了，明天开始记录SX1278的初始化函数部分的内容。