原标题：基于Semtech SX1276 LoRaWAN 多任务架构之交流市电供应质量监测方案

　　电力输送系统上的不良电力质量有着如电力谐波(Harmonics)、电压跳动(Flickers)、相位不平均(Phase unbalance)、磁场干扰(EMI)、电流突波(Inrush current)、电压突降(Voltage sags)与电压突升(Swell)与断电(Power interruption)等。其中比较明显会对电器、电机、电子设备造成损害危害的是电压的不稳如电压过高、不足及跳动。举例来说如果电力系统中发生电压跳动时就会造成灯具亮度上的明暗不稳，使眼睛不舒适;也可能造成电动机的驱动如洗衣机冷气空调上的不稳。当外部的雷击或邻近大电力开关、电容器切换时引起之瞬时突波，或是电力设备因过电压或过电流而发生故障而导致系统电压突降与突升也会造成用电设备的欠压或过压，导致保护电路动作或是烧毁。

　　此处我们提出一个利用物联网的概念把经隔离式交流变压器检测出来的交流电压经MCU处理后把市电之电压为准讯号回报到云端以提供实时的监控及长时间纪录电力公司供电质量。其技术的核心是使用长距离低耗电无线传输技术LoRa来做无线网络的链接。在此处我们使用LoRa的优点是其能穿墙的高灵敏度在建筑物中以星状网络来传送数据，此种技术比起一般常用的Wifi、BLE或是Zigbee等方式所使用的MASH架构有着省电及控制简单的优势。

　　在云端网络部分上LoRa无线技术上不只支持Proprietary，也可以支持由IBM、CISCO、ST和SEMTECH等公司组成的LoRaWAN联盟所支持的城市型基础建设来符合不同的应用上的弹性需求。此处我们使用的就是利用支持LoRaWAN的模块将为微处理器处理好的数据发送至LoRaWAN的数据收集器或称网关机，在送至网络上的网络服务器及应用服务器以供监控及应用。

　　云端网络服务器 (The Things Network) 每小时数据收集图:

　　云端网络服务器 (The Things Network) 每日数据收集图:

　　云端网络服务器 (The Things Network) CSV数据数据收集图:

　　场景应用图

　　产品实体图

　　展示板照片

　　方案方块图

　　核心技术优势

　　① 传感器端 : 经隔离式交流变压器检测出来的交流电压经MCU处理后把市电之电压位准讯号经整形及等比计算处理后将所得的数据由微处理器将数据由UART送至LoRaWAN模块后发送至空中。

　　② 数据接收端 : 由LoRaWAN 网关机接收到数据后SX1301芯片汇整处理讯息后经Internet 送至网络服务器TTN。

　　③ 网络端 : 当网络服务器TTN受到讯息后译码成JSON格式后再传送至客户所使用的应用服务器或储存服务器。此处我们是导向应用服务器MyDevices。

　　④ 客户端 : 用户以计算机或是手机随时可以上网检查数据。

　　方案规格

　　① 超长距离，低成本 : 因其Sensitivity 可达-148dB， 此点可以让传感器部件的范围大幅增加。此点可减少repeater 用量节省成本。

　　② 延长使用时间 : 由于待机电流低至2.5uA, 此低耗电特性比起GPRS来可以大大的减少耗电。所以可减小电池体积而增加其传感器待机时间。

【Semtech SX1276】

　　137MHz to 1020MHz Long Range Low Power Transceiver

　　The SX1276/77/78/79 transceivers feature the LoRa® long range modem that provides ultra-long range spread spectrum communication and high interference immunity whilst minimising current consumption.

　　Using Semtech’s patented LoRa modulation technique SX1276/77/78/79 can achieve a sensitivity of over -148dBm using a low cost crystal and bill of materials. The high sensitivity combined with the integrated +20dBm power amplifier yields industry leading link budget making it optimal for any application requiring range or robustness. LoRa also provides significant advantages in both blocking and selectivity over conventional modulation techniques, solving the traditional design compromise between range, interference immunity and energy consumption.

　　Features

　　LoRa Modem

　　168dB maximum link budget

　　+20dBm - 100 mW constant RF output vs. V supply

　　+14dBm high efficiency PA

　　Programmable bit rate up to 300kbps

　　High sensitivity: down to -148dBm

　　Bullet-proof front end: IIP3 = -11dBm

　　Excellent blocking immunity

　　Low RX current of 9.9mA, 200nA register retention

　　Fully integrated synthesizer with a resolution of 61Hz

　　FSK, GFSK, MSK, GMSK, LoRa and OOK modulation

　　Built-in bit synchronizer for clock recovery

　　Preamble detection

　　127dB Dynamic Range RSSI

　　Automatic RF Sense and CAD with ultra-fast AFC

　　Packet engine up to 256 bytes with CRC

　　Built-in temperature sensor and low battery indicator

　　Applications

　　Automated Meter Reading

　　Home and Building Automation

　　Wireless Alarm and Security Systems

　　Industrial Monitoring and Control

　　Long range Irrigation Systems

　　Packaging

　　QFN 28

　　Order Codes

　　SX1276IMLTRT - Pb-free, Halogen free, RoHS/WEEE compliant product