Puerta de enlace WisGate Raspberry Pi

Manual de usuario para
Puerta WisGate RAK7248
Versión 1.3| septiembre 2020

   

www.RAKwireless.com
Visita nuestra websitio para obtener más documentos.
14 PÁGINAS

1. Másview
1.1. Introducción

El RAK7248 WisGate es un dispositivo que consta de Raspberry Pi 4 Modelo B, RAK2287 que incluye un módulo GPS y un disipador de calor para un mejor rendimiento y gestión de la disipación térmica. Y su carcasa está construida con una carcasa de aluminio.
Para el RAK2287 incorporado, utiliza el chip SX1302 de Semtech, cuyo núcleo IP concentrador LoRa incorporado es un potente motor de procesamiento de señales digitales. Es capaz de recibir hasta 8 paquetes LoRa enviados simultáneamente con diferentes factores de ensanchamiento en diferentes canales y está disponible en múltiples variantes para que pueda usarse para bandas estándar internas. Esta capacidad única permite implementar arquitecturas de red innovadoras y avanzadas.tageous sobre otros sistemas de corto alcance. Sigue las especificaciones de Raspberry Pi y es fácil de montar con Raspberry Pi y el módulo RAK2287.
WisGate es ideal para la creación de prototipos, demostraciones de prueba de concepto o para la evaluación. Incluye un sistema operativo LoRaWan Gateway listo para usar que se puede conectar a un servidor LoRaWan. Además, configurar el sistema LoRaWan es fácil de usar para los desarrolladores y sencillo, incluso para usuarios no tan expertos en tecnología. Tiene que ser el mejor valor y función para la conectividad para abordar una variedad de aplicaciones como Smart Grid, Intelligent Farm y otras aplicaciones empresariales de IoT.

1.2. Características principales

• Computación con Raspberry Pi4 Modelo B (Linux).
• Procesador de banda base SX64 de 1302 bits, recepción LoRa de 500 kHz con 8
  x detectores de paquetes LoRa® de 8 canales, 8 x demoduladores LoRa® SF5-SF12, 8 x demoduladores LoRa® SF5-SF10.
• Incorporado el módulo GPS.
• Disipador de calor incorporado para la gestión de la disipación térmica del calor.
• Admite fuente de alimentación de 5V/3A.
• Sensibilidad RX de hasta -139dBm@SF12, BW500KHz.
• La frecuencia LoRa admite bandas de frecuencia globales sin licencia (EU433,CN470, EU868, US915, AS923, AU915, KR920, IN865 yAS920).
• Carcasa con cubierta superior, cuerpo, cubierta inferior con soporte de placa base remachado.
• Incluye 'ID EEPROM' preparada para Pi, configuración GPIO y árbol de dispositivos que se pueden configurar automáticamente a partir de la información del proveedor. Admite código fuente completamente abierto conectado a un servidor LoRaWAN.

1.3. Contenido del paquete

2. WisGate RAK7248
2.1. Másview

La carcasa del RAK7248 está hecha de metal.
La dimensión exterior de WisGate es 92 x 68.3 x 57.2 mm como se muestra a continuación.

2.2. Interfaz

Figura 3 | Dimensiones exteriores

Figura 4 | Interfaces

2.3. Estructura del sistema

La siguiente figura muestra el concepto básico del sistema LoRaWAN. RAK7248 WisGate es la solución de hardware central para todas las comunicaciones por radio basadas en LoRa. Recibe y transmite mensajes de radio. El procesamiento de mensajes de radio, así como las tareas relacionadas con el protocolo, se realiza mediante un sistema host integrado (Raspberry Pi). Los mensajes de radio recibidos y procesados ​​se envían a un servidor LoRaWAN. La segmentación concreta de las tareas relacionadas con el protocolo está fuera del alcance de este documento.

Figura 5 | Estructura del sistema WisGate

2.4. frambuesapi

• Procesador: Broadcom BCM2711, SoC de 72 bits Cortex-A8 (ARM v64) de cuatro núcleos a 1.5 GHz
• Memoria: 2 GB LPDDR4
• Puerto de E/S: Gigabit Ethernet; 2 × puertos USB 3.0; 2 × puertos USB 2.0
• Conectividad: LAN inalámbrica IEEE 2.4b/g/n/ac de 5.0 GHz y 802.11 GHz, Bluetooth, BLE

2.5.Frecuencias de funcionamiento de LoRa

WisGate admite todas las bandas de frecuencia LoRaWAN como se muestra a continuación. Lo cual es fácil de configurar mientras se construye el firmware a partir del código fuente.

Región	Frecuencia
Europa	UE433, UE868
Porcelana	CN470
norteamericano	US915
Asia	AS923,AS920
Australia	AU915
Corea	KR920
indio	IN865

Tabla 1 | Frecuencias de funcionamiento de LoRa

2.6.Estructura de hardware

RAK2003 Pi HAT es una placa portadora del concentrador LoRa RAK2287 que sigue el Pi  7

Estándar HAT y se puede montar en una placa Pi con un conector de 40 pines. RAK2003 y  

RAK2287 están conectados mediante una interfaz PCI-E.

2.7.Requisitos de energía

WisGate funciona a 5V/3A. Puede ser alimentado por micro USB con 5V.

Parámetro mín. Típico Máx.

Modo de transmisión LoRa	–	–	950 mA
Modo de espera	–	550 mA	–
Modo más quemado			930 mA

Tabla 2| Consumo de energía

Nota: Modo LoRa Tx: el módulo LoRa funciona a la máxima transmisión estado de poder. Modo de prueba de grabación: la CPU y la memoria de Raspberry Pi se están ejecutando a capacidad completa

2.8.Requisitos ambientales

La siguiente tabla enumera los requisitos de temperatura de operación y almacenamiento.

Parámetro mín. Típico Máx.

Rango de temperatura de funcionamiento	-20 ºC	+25ºC	+65ºC
Rango de temperatura extendido	-40 ˚C		+85°C
Rango de temperatura de almacenamiento	-40 ˚C		+85°C

Tabla 3| Requisitos ambientales

2.9.Características de RF LoRa

2.9.1 Características de RF del transmisor

El RAK2287 tiene un excelente rendimiento de transmisión. Se recomienda encarecidamente utilizar una configuración optimizada para la configuración del nivel de potencia, que forma parte de HAL. Este da como resultado un nivel medio de potencia de salida de RF y consumo de corriente.

Rango de frecuencia	Potencia de transmisión	Modulación   Técnica
923.3-927.5 MHz	13.39dBm	LoRa/FSK

2.9.2 Características de RF del receptor

Se recomienda encarecidamente utilizar valores de calibración RSSI optimizados, que forman parte de HAL v3.1. Tanto para Radio 1 como para Radio 2, el RSSI-Offset debe configurarse en -169.0. La siguiente tabla proporciona el nivel de sensibilidad típico del RAK2287.

Ancho de banda de señal / [KHz]	Factor de propagación	Sensibilidad / [dBm]
500	12	-134
500	7	-120

Tabla 5| Características de RX RF

3. Antena

3.1.Antena LoRa

3.1.1 Másview

La antena LoRa con conector hembra RP-SMA se muestra en las siguientes figuras.

Figura 6 | Antena LoRa terminadaview

3.1.2 Dimensión de la antena

La dimensión mecánica de la antena se muestra a continuación:

Figura 7 | Dimensión de la antena LoRa

3.1.3 Parámetro de antena

3.2.Antena GPS

3.2.1Másview

 La antena GPS para WisGate se muestra a continuación.

3.2.2 Dimensiones de la antena GPS

3.2.3 Requisitos ambientales del GPS

Los requisitos ambientales de la antena se enumeran en la siguiente tabla:

Condiciones	Temperatura	Humedad
Laboral	-35ºC ~ +80ºC	0% ~ 95%
Almacenamiento	-40ºC ~ +85ºC	0% ~ 95%

Tabla 7| Requisitos ambientales del GPS

3.2.4Parámetro de la antena GPS

Las especificaciones de la antena se enumeran en la siguiente tabla:

Especificaciones del artículo PET

Rango de frecuencia de recepción	1575.42 ± 1.1	±2.5
Frecuencia central (MHz) con plano GND de 30 mm2	1575.42	±3.0
Ancho de banda (MHz) (pérdida de retorno ≤ -10 dB)	≥10	±0.5
VSWR (en frecuencia central)	≤2.0	±0.5
Ganancia (Cenit) (dBi típ.) con plano GND de 70 mm2	4.5	±0.5
Relación axial (dB) con plano GND de 70 mm2	3.0	±0.2
Polarización	Circular para diestros	–
Impedancia (Ω)	50	–
Frecuencia Coeficiente de Temperatura (ppm/ºC)	0 ± 10	–

Tabla 8| Parámetro de la antena GPS

AmpLas especificaciones del lificador se enumeran en la siguiente tabla:

Especificaciones del artículo

Rango de frecuencia	1575.42 MHz
Ganar	27 dB
ROE variable	≤ 2.0 V
Coeficiente de ruido	≤ 2.0dBm
Vol DCtage	3 ~ 5 V
Corriente continua	5 ± 2 mA

Tabla 9| AmpEspecificaciones más duraderas

Las especificaciones de rendimiento de las pruebas ambientales se enumeran a continuación:

Artículo	Temperatura normal.	Alta temperatura.1	Baja temperatura.2
Ampganancia más duradera	27 dB ± 2.0	27 dB ± 2.0	27 dB ± 2.0
ROE variable	≤ 2.0	≤ 2.0	≤ 2.0
Coeficiente de ruido	≤ 2.0	≤ 2.0	≤ 2.0

1. Prueba de alta temperatura: jabón en cámara de temperatura (85º C) y humedad (95%) durante 24-hora y volver a la temperatura normal (al menos durante 1 hora) sin cambios visuales de forma.

2. Prueba de baja temperatura: jabón en cámara de temperatura (-40º C) durante 24 horas y regresar a  

temperatura normal (al menos durante 1 hora) sin cambio de forma visual.

Tabla 10| Rendimiento de la prueba ambiental

4. Precaución de la FCC

Precaución de la FCC:

Cualquier cambio o modificación no aprobado expresamente por la parte responsable de El cumplimiento podría anular la autoridad del usuario para operar el equipo.  

Este dispositivo cumple con la parte 15 de las normas de la FCC. El funcionamiento está sujeto a las dos condiciones siguientes: (1) este dispositivo no puede causar interferencias dañinas y (2) este dispositivo debe aceptar cualquier interferencia recibida, incluidas las interferencias que puedan causar un funcionamiento no deseado.

NOTA IMPORTANTE:  

Nota: Este equipo ha sido probado y cumple con los límites para una Clase B dispositivo digital, de conformidad con la parte 15 de las normas de la FCC. Estos límites están diseñados para proporcionar una protección razonable contra interferencias dañinas en una instalación residencial. Este El equipo genera, usa y puede irradiar energía de radiofrecuencia y, si no se instala y usa de acuerdo con las instrucciones, puede causar interferencias dañinas a la radio.  Comunicaciones Sin embargo, no hay garantía de que no se produzcan interferencias en un instalación particular. Si este equipo causa interferencia dañina en la recepción de radio o televisión, lo cual se puede determinar encendiendo y apagando el equipo, el usuario Se recomienda intentar corregir la interferencia mediante una o más de las siguientes medidas:  

• Reorientar o reubicar la antena receptora. 
• Aumente la separación entre el equipo y el receptor.
• Conecte el equipo a una toma de corriente en un circuito diferente al que está conectado el receptor.
• Consulte al distribuidor o a un técnico de radio/TV experimentado para obtener ayuda.

Declaración de exposición a la radiación de la FCC:  

Este equipo cumple con los límites de exposición a la radiación de la FCC establecidos para un entorno no controlado. Este equipo debe instalarse y operarse con una distancia mínima de 20 cm entre el radiador y su cuerpo.

5. Advertencia de ISEDC

Advertencia de ISEDC:

Este dispositivo cumple con los estándares RSS exentos de licencia de Innovación, Ciencia y Desarrollo Económico de Canadá. La operación está sujeta a las dos condiciones siguientes:

Rak7248 Este dispositivo no puede causar interferencias y (2) este dispositivo debe aceptar cualquier interferencia, incluida la interferencia que pueda causar funcionamiento no deseado del dispositivo.

El dispositivo cumple con las pautas de exposición a RF; los usuarios pueden obtener información canadiense información sobre exposición a RF y cumplimiento. La distancia mínima del cuerpo para utilizar el dispositivo es de 20 cm.

6. Historial de revisiones

Revisión Descripción Fecha

1.0 Versión inicial 13 de agosto de 2020 1.1 Agregar información FCC/ISEDC 10 de septiembre de 2020 1.2 Cambiar nombre del producto 14 de septiembre de 2020 1.3 Agregar información del hardware Raspberry Pi 15 de septiembre de 2020

7. Resumen del documento

Preparado por Revisado por: Aprobado por:

Acerca de RAKwireless: RAKwireless es pionero en brindar conectividad celular y LoRaWAN innovadora y diversa soluciones para dispositivos IoT Edge y Gateway. Creemos que a través de fácil uso y Con diseños modulares podemos acelerar el tiempo de comercialización de diversas aplicaciones de IoT para Optimice la implementación del sistema tanto en entornos de desarrollador como comerciales.

Documentos / Recursos

Shenzhen Raktecnología inalámbrica RAK7248 WisGate Raspberry Pi Puerta de enlace [pdf] Manual del usuario RAK7248, 2AF6B-RAK7248, 2AF6BRAK7248, RAK7248 Puerta de enlace WisGate Raspberry Pi, Puerta de enlace WisGate Raspberry Pi

Referencias

• Manual de usuario