Shenzhen Rakwireless Technology RAK7248 WisGate Raspberry Pi Gateway Gebruikershandleiding

De RAK7248 WisGate is een apparaat dat bestaat uit Raspberry Pi 4 Model B, RAK2287 met een GPS-module en een koellichaam voor betere prestaties en beheer van thermische warmteafvoer. En de behuizing is gebouwd met een aluminium behuizing.
Voor de ingebouwde RAK2287 gebruikt het de SX1302-chip van Semtech, welke ingebouwde LoRa-concentrator IP-kern een krachtige digitale signaalverwerkingsengine is. Het kan tot 8 LoRa-pakketten tegelijkertijd ontvangen die met verschillende spreidingsfactoren op verschillende kanalen worden verzonden en is beschikbaar in meerdere varianten, zodat het kan worden gebruikt voor interne standaardbanden. Deze unieke mogelijkheid maakt het mogelijk om innovatieve netwerkarchitecturen advantagten opzichte van andere korteafstandssystemen. Het volgt de Raspberry Pi-specificaties en is eenvoudig te monteren met Raspberry Pi en RAK2287-module.
WisGate is ideaal voor prototyping, proof-of-concept demonstratie of voor de evaluatie. Het bevat een gebruiksklaar LoRaWan Gateway-besturingssysteem dat kan worden aangesloten op een LoRaWan-server. Het is ook ontwikkelaarvriendelijk en eenvoudig, zelfs voor niet-zo-technische gebruikers om het LoRaWan-systeem in te stellen. Het moet de beste waarde en functie hebben voor connectiviteit om een verscheidenheid aan toepassingen aan te pakken, zoals Smart Grid, Intelligent Farm en andere IoT-bedrijfstoepassingen

1.2. Belangrijkste kenmerken

Computergebruik met Raspberry Pi4 Model B (Linux).
64-bit SX1302 basisbandprocessor, 500 kHz LoRa-ontvangst met 8
x 8-kanaals LoRa®-pakketdetectoren, 8 x SF5-SF12 LoRa®-demodulators, 8 x SF5-SF10 LoRa®-demodulators.
Ingebouwd in de GPSModule.
Ingebouwde koellichaam voor beheer van thermische warmteafvoer.
Ondersteunt 5V/3A voeding.
RX-gevoeligheid tot -139dBm@SF12, BW500KHz.
LoRa-frequentie ondersteunt wereldwijde licentievrije frequentieband (EU433,CN470, EU868, US915, AS923, AU915, KR920, IN865 en AS920).

Behuizing met bovendeksel, body, onderdeksel met geklonken moederbord stand-off.
Bevat Pi-ready 'ID EEPROM', GPIO-setup en apparaatstructuur kunnen automatisch worden geconfigureerd vanuit leveranciersinformatie. Ondersteunt volledig open source-code die is aangesloten op een LoRaWAN-server.

1.3. Inhoud van het pakket

2. WisGate RAK7248
2.1. Overview

De schaal van RAK7248 is gemaakt van metaal
De buitenafmetingen van WisGate zijn 92 x 68.3 x 57.2 mm, zoals hieronder weergegeven.

2.2. Interface

Figuur 3 | Buitenafmetingen

Figuur 4 | Interfaces

2.3. Systeemstructuur

De volgende afbeelding toont het basisconcept voor het LoRaWAN-systeem. RAK7248 WisGate is de centrale hardware-oplossing voor alle op LoRa gebaseerde radiocommunicatie. Het ontvangt en verzendt radioberichten. De verwerking van radioberichten en de protocolgerelateerde taken wordt gedaan door een embedded hostsysteem (Raspberry Pi). Ontvangen en verwerkte radioberichten worden naar een LoRaWAN-server gestuurd. De concrete segmentering van de protocolgerelateerde taken valt buiten het bestek van dit document.

Figuur 5 | WisGate-systeemstructuur

2.4. FrambozenPi

Processor: Broadcom BCM2711, quad-core Cortex-A72 (ARM v8) 64-bits SoC @ 1.5 GHz
Geheugen: 2GB LPDDR4
I/O-poort: Gigabit Ethernet;2 × USB 3.0-poorten;2 × USB 2.0-poorten

Connectiviteit: 2.4 GHz en 5.0 GHz IEEE 802.11b/g/n/ac draadloos LAN, Bluetooth, BLE

2.5.LoRa-werkfrequenties

De WisGate ondersteunt alle LoRaWAN-frequentiebanden zoals hieronder. Dat is eenvoudig te configureren tijdens het bouwen van de firmware vanuit de broncode.

Regio	Frequentie
Europa	EU433, EU868
China	CN470
Noord-Amerikaans	VS915
Azië	AS923, AS920
Australië	AU915
Korea	KR920
Indiaas	IN865

Tabel 1 | LoRa-bedieningsfrequenties

2.6.Hardwarestructuur

RAK2003 Pi HAT is een draagbord van RAK2287 LoRa Concentrator dat de Pi . volgt 7

HAT-standaard, en kan worden gemonteerd op Pi-bord met 40-pins connector. RAK2003 en

RAK2287 zijn verbonden via een PCI-E-interface.

2.7.Stroomvereisten

De WisGate werkt op 5V/3A. Het kan worden gevoed door micro-USB met 5V.

Parameter Min. Typisch Max.

LoRa Tx-modus	–	–	950mA
Stand-bymodus	–	550mA	–
Brandtest-modus			930mA

Tabel 2| Stroomverbruik

Opmerking: LoRa Tx-modus: de LoRa-module werkt op de maximale zendsnelheid macht staat. Brandtestmodus: Raspberry Pi CPU en geheugen draaien op volledige capaciteit

2.8.Milieuvereisten

De onderstaande tabel geeft een overzicht van de vereisten voor bedrijfs- en opslagtemperatuur:

Parameter Min. Typisch Max.

Bedrijfstemperatuurbereik	-20 ºC	+25 ºC	+65 ºC
Uitgebreid temperatuurbereik	-40˚C		+85˚C
Opslagtemperatuurbereik	-40˚C		+85˚C

Tabel 3| Milieuvereisten

2.9.LoRa RF-kenmerken:

2.9.1 RF-kenmerken van de zender

De RAK2287 heeft uitstekende zenderprestaties. Het wordt ten zeerste aanbevolen om een geoptimaliseerde configuratie te gebruiken voor de configuratie van het vermogensniveau, die deel uitmaakt van de HAL. Deze resulteert in een gemiddeld RF-uitgangsvermogen en stroomverbruik.

Frequentiebereik

Zendvermogen

Modulatie

Techniek

923.3-927.5 MHz

13.39dBm

LoRa/FSK

2.9.2 RF-kenmerken van de ontvanger

Het wordt sterk aanbevolen om geoptimaliseerde RSSI-kalibratiewaarden te gebruiken, die deel uitmaken van de HAL v3.1. Voor beide, Radio 1 en 2, moet de RSSI-Offset worden ingesteld op -169.0. De volgende tabel geeft een typisch gevoeligheidsniveau van de RAK2287 weer.

Signaalbandbreedte / [KHz]	Spreidingsfactor	Gevoeligheid / [dBm]
500	12	-134
500	7	-120

Tabel 5| RX RF-kenmerken:

3. Antenne

3.1.LoRa-antenne

3.1.1 Meer danview

De LoRa-antenne met RP-SMA vrouwelijke connector weergegeven als onderstaande afbeeldingen.

Figuur 6 | LoRa-antenne overview

3.1.2 Antenne-afmetingen:

De mechanische afmeting van de antenne wordt hieronder weergegeven:

Figuur 7 | Afmetingen LoRa-antenne

3.1.3Antenneparameter

3.2.GPS-antenne:

3.2.1Meer danview

De GPS-antenne voor WisGate wordt hieronder weergegeven.

3.2.2 Afmetingen GPS-antenne

3.2.3GPS-omgevingsvereisten

De antenne-omgevingseisen staan vermeld in de onderstaande tabel:

Voorwaarden	Temperatuur	Vochtigheid
Werken	-35 C ~ +80 ºC	0% tot 95%
Opslag	-40 C ~ +85 ºC	0% tot 95%

Tabel 7| GPS-omgevingsvereisten

3.2.4GPS-antenneparameter

Antennespecificaties staan vermeld in de onderstaande tabel:

Artikelspecificaties PET

Bereik van ontvangstfrequentie	1575.42±1.1	±2.5
Middenfrequentie (MHz) met 30 mm2 GND-vlak	1575.42	±3.0
Bandbreedte (MHz) (retourverlies ≤ -10dB)	≥10	±0.5
VSWR (in centrumfrequentie)	≤2.0	±0.5
Versterking (Zenith) (dBi typ.) met 70 mm2 GND-vlak	4.5	±0.5
Axiale verhouding (dB) met 70 mm2 GND-vlak	3.0	±0.2
Polarisatie	Rechtshandige circulaire	–
Impedantie (Ω)	50	–
Frequentie Temperatuur Coëfficiënt (ppm/ºC)	0±10	–

Tabel 8| GPS-antenneparameter:

AmpLifier Specificaties zijn vermeld in de onderstaande tabel:

Artikelspecificaties

Frequentiebereik	1575.42 MHz
Verdienen	27dB
VSWR	≤ 2.0V
Geluidscoëfficiënt	≤ 2.0 dBm
DC voltage	3 ~ 5 V
DC-stroom	5 ± 2mA

Tabel 9| AmpLifier Specificaties:

De prestatiespecificaties voor omgevingstests worden hieronder vermeld:

Item	Normale temp.	Hoge temperatuur.1	Lage temperatuur2
Amplifier Winst	27 dB ± 2.0	27 dB ± 2.0	27 dB ± 2.0
VSWR	≤ 2.0	≤ 2.0	≤ 2.0
Geluidscoëfficiënt	≤ 2.0	≤ 2.0	≤ 2.0

1. Test op hoge temperatuur: zeep in temperatuur (85º C) en vochtigheid (95%) kamer voor 24-uur en keer terug naar de normale temperatuur (minstens 1 uur) zonder visuele vormverandering.

2. Lage temperatuurtest: zeep in temperatuurkamer (-40º C) gedurende 24 uur en keer terug naar

normale temperatuur (minstens 1 uur) zonder visuele vormverandering.

Tabel 10| Milieutestprestaties

4. FCC-waarschuwing

FCC-waarschuwing:

Alle wijzigingen of aanpassingen die niet uitdrukkelijk zijn goedgekeurd door de verantwoordelijke partij Naleving hiervan kan de bevoegdheid van de gebruiker om de apparatuur te bedienen ongeldig maken.

Dit apparaat voldoet aan deel 15 van de FCC-regels. Het gebruik is onderhevig aan de volgende twee voorwaarden: (1) Dit apparaat mag geen schadelijke interferentie veroorzaken, en (2) dit apparaat moet alle ontvangen interferentie accepteren, inclusief interferentie die een ongewenste werking kan veroorzaken.

BELANGRIJKE OPMERKING:

Opmerking: deze apparatuur is getest en blijkt te voldoen aan de limieten voor een klasse B digitaal apparaat, in overeenstemming met deel 15 van de FCC-regels. Deze limieten zijn bedoeld om een redelijke bescherming te bieden tegen schadelijke interferentie in een residentiële installatie. Deze apparatuur genereert, gebruikt en kan radiofrequentie-energie uitstralen en kan, indien niet geïnstalleerd en gebruikt in overeenstemming met de instructies, schadelijke interferentie met radio veroorzaken communicatie. Er is echter geen garantie dat er geen interferentie zal optreden in een specifieke installatie. Als deze apparatuur schadelijke interferentie veroorzaakt aan radio- of televisieontvangst, wat kan worden vastgesteld door de apparatuur uit en weer in te schakelen, is de gebruiker aangemoedigd om te proberen de interferentie te verhelpen door een of meer van de volgende maatregelen:

Heroriënteer of verplaats de ontvangstantenne.
Vergroot de afstand tussen de apparatuur en de ontvanger.
Sluit de apparatuur aan op een stopcontact op een ander circuit dan dat waarop de ontvanger is aangesloten.
Raadpleeg de dealer of een ervaren radio-/tv-technicus voor hulp.

FCC-verklaring inzake blootstelling aan straling:

Deze apparatuur voldoet aan de FCC-limieten voor blootstelling aan straling die zijn vastgesteld voor een ongecontroleerde omgeving. Deze apparatuur moet worden geïnstalleerd en bediend met een minimale afstand van 20 cm tussen de radiator en uw lichaam.

5. ISEDC-waarschuwing

ISEDC-waarschuwing：

Dit apparaat voldoet aan de vergunningvrije RSS-standaard(en) van Innovation, Science and Economic Development Canada. De werking is onderworpen aan de volgende twee voorwaarden:

RAK7248 dit apparaat mag geen interferentie veroorzaken, en (2) dit apparaat moet alle interferentie accepteren, inclusief interferentie die kan leiden tot: ongewenste werking van het apparaat.

Het apparaat voldoet aan de richtlijnen voor blootstelling aan RF, gebruikers kunnen Canadese informatie over RF-blootstelling en naleving. De minimale afstand van het lichaam om het apparaat te gebruiken is 20 cm.

6. Revisiegeschiedenis

Revisie Beschrijving Datum:

1.0 Eerste uitgave 13 augustus 2020 1.1 FCC/ISEDC-informatie toevoegen 10 september 2020 1.2 Productnaam wijzigen 14 september 2020 1.3 Raspberry Pi-hardwareinformatie toevoegen 15 september 2020

7. Documentoverzicht

Opgesteld door Gecontroleerd door: Goedgekeurd door:

Over RAKdraadloos: RAKwireless is een pionier in het leveren van innovatieve en diverse mobiele en LoRaWAN-connectiviteit oplossingen voor zowel Edge als Gateway IoT-apparaten. Wij zijn van mening dat door eenvoudig te gebruiken en modulaire ontwerpen kunnen we de time-to-market voor verschillende IoT-toepassingen versnellen om: optimaliseer de systeemimplementatie in zowel ontwikkelaars- als commerciële instellingen.

Documenten / Bronnen

Shenzhen Rakwireless Technologie RAK7248 WisGate Raspberry Pi Gateway [pdf] Gebruikershandleiding
RAK7248, 2AF6B-RAK7248, 2AF6BRAK7248, RAK7248 WisGate Raspberry Pi-gateway, WisGate Raspberry Pi-gateway

Referenties

Gebruiksaanwijzing

WisGate Raspberry Pi-gateway

1. Overview
1.1. Inleiding