WisLink-LoRa 网关集中器用户手册 RaspberryPiHAT 版本 · spi_c s 该管脚应连接到...

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版本 V1.2 | 2019年二月

WisLink-LoRa 网关集中器用户手册

Raspberry Pi HAT版本

RAK2245 Pi HAT

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RAK2245 Pi HAT

2RAK2245 Pi HAT User Manual V1.2

目录

1 概述...............................................................................................................................................................41.1 简介...................................................................................................................................................... 41.2 主要特性.............................................................................................................................................. 4

2 RAK2245 Pi HAT.......................................................................................................................................52.1 概述...................................................................................................................................................... 52.2 方框图.................................................................................................................................................. 52.3 工作频段.............................................................................................................................................. 62.4 引脚定义.............................................................................................................................................. 72.5 供电...................................................................................................................................................... 82.6 SPI 接口...............................................................................................................................................82.7 UART 和 I2C.......................................................................................................................................92.8 数字 IOs...............................................................................................................................................92.9 LEDs.................................................................................................................................................... 92.10 RF 天线接口......................................................................................................................................92.11 电气特性............................................................................................................................................9

2.11.1 最大绝对额定值................................................................................................................... 92.11.2 最大 ESD............................................................................................................................ 102.11.3 工作条件.............................................................................................................................102.11.4 功耗....................................................................................................................................11

2.12 RF 特性...........................................................................................................................................112.12.1 发射机 RF 特性.................................................................................................................112.12.2 接收器 RF 特性................................................................................................................12

3 源码.............................................................................................................................................................13

4 设置服务器和频段.....................................................................................................................................13

5 联系方式.....................................................................................................................................................13

6 修订历史.....................................................................................................................................................14

7 文档摘要.....................................................................................................................................................14

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RAK2245 Pi HAT


表目录

表 1 | 工作频段.............................................................................................................................................. 6

表 2 |引脚定义............................................................................................................................................... 8

表 3 | 最大绝对额定值................................................................................................................................10

表 4 | 最大 ESD 等级..................................................................................................................................10

表 5 | 工作温度范围....................................................................................................................................10

表 7 |功耗..................................................................................................................................................... 11

表 8 | RF 输出功率等级..............................................................................................................................11

表 9 | TX RF 特性........................................................................................................................................12

表 10 | RX RF 特性.....................................................................................................................................12

图目录

图 1 | 模块概览.............................................................................................................................................. 5

图 2 | RAK2245 Pi HAT 方框图...................................................................................................................6

图 3 | 引脚定义.............................................................................................................................................. 7

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RAK2245 Pi HAT


1 概述

1.1 简介

RAK2245 Pi HAT 是一款适配 Raspberry Pi 的 LoRa 网关集中器模块。它可以作为一个完整的

LoRa 网关射频前端插入到 Raspberry Pi 上，比如 Raspberry Pi3 Model B+，它支持 8 个信道，可

用于 LoRaWAN 全球频段。它是同时集成 Ublox Max-7Q GPS 模块和散热器的最小的 LoRa 网关

集中器模块。

该开发板能以超高速提供低速率的 LoRa 无线链路。它是一个基于 Semtech SX1301 的集中器

板，能够管理来自许多远程分散端点的数据包，集成的两个 Semtech SX125X 用于射频前端 I/Q 收

发器。

RAK2245 Pi HAT 是一个完整且经济高效的 LoRa 网关解决方案，可以帮助您快速开发一套完

整的 LoRa 系统。该模块可以应用到如智能电网、智能农场和其他物联网等应用程序中。它非常适

合制造小型系列产品，可以扩展到更多的应用领域。

注：RAK2245 系列有 2 种版本，用于适配 GPS 模块不同的接口。

如果你需要使用移动蜂窝模块（RAK2013 系列模块），则必须选择 RAK2245 系列的 I2C 版

本。如果不需要使用 RAK2013 系列，任何版本都可以正常工作。默认版本为 UART。

1.2 主要特性

遵循树莓派 3 B+规格，自带散热器。

SX1301 基带处理器仿真 49 个 LoRa 解调器，10 条并行解调路径，支持 8 条上行通

道，1 条下行通道；

2 个 SX125x 高频/低频接收与发送前端；

发射功率最大可达 27dBm，接收灵敏度最低-139dBm@SF12，带宽 125KHz；

支持 5V 供电；

支持最新的 LoRaWAN 1.0.2 协议;

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RAK2245 Pi HAT


支持全球免授权频段： EU433, CN470, EU868, US915,

AS923, AU915, KR920, IN865；

支持 SPI、UART、GPIOs 等接口；

集成 Ublox MAX-7Q GPS 模块；

2 RAK2245 Pi HAT

2.1 概述

RAK2245 Pi HAT 带有 Raspberry Pi 连接器，用于插入 Raspberry Pi，如下图所示，它

的外形尺寸为 56.00 x 65.00 x 22.00 mm (±2mm)，其中高度中包括散热器。

图 1 | 模块概览

2.2 方框图

RAK2245 Pi HAT 的系统方框图如下所示：

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RAK2245 Pi HAT


图 2 | RAK2245 Pi HAT 方框图

SX1301 数字基带芯片包含 10 个可编程接收路径。这些路径具有不同程度的可编程性，

并允许不同的用例。重要的是要理解这些解调路径之间的差异，以便更好的使用该系统。

2.3 工作频段

该电路板支持所有 LoRaWAN 频段地区，如下表所示。从源代码构建固件时，可以根据

自己的需求对工作频段进行配置。

表 1 | 工作频段

区域频段. ( MHz )

欧洲 EU433, EU868

中国 CN470

北美 US915

亚洲 AS923

澳大利亚 AU915

韩国 KR920

印度 IN865

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RAK2245 Pi HAT


2.4 引脚定义

RAK2245 Pi HAT 在底部提供了 Raspberry Pi 连接器接口引脚，如下图所示。各引脚的

描述由下表给出。

图 3 | 引脚定义

引脚名称描述引脚名称描述

1 3.3V 3.3V 供电电压 2 +5V +5V 供电电压

3 SDAI2C_SDA (连接到 GPS 模

块的 I2C_SDA)4 +5V +5V 供电电压

5 SCLI2C_SCL (连接到 GPS 模

块的 I2C_SCL)6 GND 接地

7 NC 无连接 8 UART_RXD

该管脚应连接到 RASPBERRY

PI 的 UART_TXD（该管脚内部

连接到 GPS 模块 UART_RXD）

9 GND 接地 10 UART_TXD


PI 的 UART_RXD（该管脚内部

连接到 GPS 模块 UART_TXD ）

11 RESETSX1301 复(RASPBERRY

PI 的 GPIO17)12 NC 无连接

13 NC 无连接 14 GND 接地

15 NC 无连接 16 NC 无连接

17 3.3V 3.3V 供电电压 18 NC 无连接

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RAK2245 Pi HAT


引脚名称描述引脚名称描述

19 SPI_MOSI

该管脚应连接到

RASPBERRY PI 的

SPI_MOSI（该管脚内部连

接到 SX1301 的

SPI_MOSI ）

20 GND 接地

21 SPI_MISO


RASPBERRY PI 的

SPI_MISO（该管脚内部连

接到 SX1301 的

SPI_MISO）

22 NC 无连接

23 SPI_CLK


RASPBERRY PI 的

SPI_SCLK（该管脚内部连

接到 SX1301 的

SPI_CLK）

24 SPI_CS


PI 的 SPI_CE0（该管脚内部连接

到 SX1301 的 SPI_CS）

25 GND 接地 26 NC 无连接

27 ID_SDI2C_SDA(用于 HAT IDEEPROM)

28 ID_SC

I2C_SCL(用于 HAT IDEEPROM)

29 NC 无连接 30 GND 接地


33 RESET_GPS

GPS 模块复位引脚(对应

Raspberry Pi 的 GPIO13)34 GND 接地

35STANDBY_GPS

GPS 模块 standby 引脚(对

应 Raspberry Pi GPIO19)36 NC 无连接


39 GND 接地 40 NC 无连接

表 2 |引脚定义

2.5 供电

RAK2245 PI HAT 模块可通过 5V 电源引脚供电，请参考引脚定义。

2.6 SPI 接口

底部的引脚提供 SPI 连接，允许直接访问 Sx1301 的 SPI 接口。这使目标系统可以使用现

有的 SPI 接口与模块通信。需要注意的是，模块上电后，需要通过引脚 11 复位 SX1301。

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RAK2245 Pi HAT


2.7 UART 和 I2C

底部的引脚提供 UART 连接和 I2C 连接，允许直接访问 GPS 模块，可通过 1PPS 内部连

接到 SX1301 芯片。

2.8 数字 IOs

该模块提供两个数字 IO 引脚，为用户提供复位 GPS 模块或将其设置为待机模式的接口。

如果你不使用它们，它们可以保持待机状态。

2.9 LEDs板子上有 3 个绿色 LED，分别用于指示 PWR、TX、RX 的状态。

2.10 RF 天线接口

该模块有两个 RF 接口，提供标准 U.FL 连接器（Hirose U.FL-R-SMT）用于连接 LoRa 天

线和 GPS 天线，连接器的特性阻抗为 50OHM，RF 端口支持 Tx 和 Rx。

2.11 电气特性

下面列出了 RAK2245 Pi HAT 的电气特性。此外可根据要求提供详细信息和其它参数范

围。

注意：在“最大绝对额定值”中列出的压力超过一个或多个限制值时，可能会对模块造成永久性损坏。

2.11.1 最大绝对额定值

下面给出的额定值符合最大绝对额定值系统（IEC 134）。

参数描述最小值典型值最大值

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RAK2245 Pi HAT


表 3 | 最大绝对额定值

2.11.2 最大 ESD

下表列出了最大 ESD 等级。

表 4 | 最大 ESD 等级

注意：该模块是静电敏感设备，在处理时需要特殊的预防措施。

2.11.3 工作条件

下表列出了模块工作温度范围。

参数最小值典型值最大值备注

正常工作温度 –40°C +25°C +85°C 涵盖所有功能且符合 3GPP 规范

表 5 | 工作温度范围

电源电压

(VDD)输入直流电压 -0.3V 5.0V 5.5V

工作温度温度范围 -40°C +85°C

RF 输入功率 -15dBm

参数最小值典型值最大值备注

除 ANT 外，所有引

脚的 ESD 灵敏度1000V

根据 JESD22-A114 人体模

型

ANT 的 ESD 灵敏度 1000V根据 JESD22-A114 人体模

型

ANT 的 ESD 抗扰度 4000V根据 IEC 61000-4-2接触放

电

8000V根据 IEC 61000-4-2空气放

电

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RAK2245 Pi HAT


2.11.4 功耗

表 7 |功耗

2.12 RF 特性

2.12.1 发射机 RF 特性

RAK2245 Pi HAT 具有出色的发射器性能。建议对功率配置使用优化配置。这会影响平均

RF 输出功率水平和电流功耗。

表 8 | RF 输出功率等级

如果没有特殊说明，T=25℃, VDD=5V(典型值)。

模式条件最小值典型值最大值

激活模式(TX) 启用 Tx 并且禁用 Rx 336mA

激活模式(RX ) 禁用 TX 并且启用 RX 360mA

PA 控制 DAC 控制混合控制 DIG 增益标称 RF 功率等级[dBm]

0 3 8 0 -6

0 3 10 0 -3

0 3 14 0 0

1 3 9 3 4

1 3 8 0 8

1 3 9 0 10

1 3 11 0 12

1 3 12 0 141 3 13 0 16

2 3 12 0 17

2 3 13 0 19

2 3 14 0 20

3 3 10 0 0

3 3 11 0 0

3 3 12 0 25

3 3 13 0 26

3 3 14 0 27

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RAK2245 Pi HAT


表 9 | TX RF 特性

2.12.2 接收器 RF 特性

建议使用优化的 RSSI 校准值。对于 Radio 1 和 Radio 2，RSSI-Offset 应设置为 -169.0。

下表给出了 RAK2245 Pi HAT 的灵敏度等级。

表 10 | RX RF 特性

参数条件最小值典型值最大值

频率范围 863MHz 870MHz

调制技术 FSK/LoRaTM

TX 频率变化与温度功率等级设

定： 20

-3KHz +3KHz

TX 功率变化与温度 -5dBm +5dBm

TX 功率变化 -1.5dBm +1.5dBm

信号带宽/[KHz] 传播因子灵敏度/[dBm]125 12 -139

125 7 -126

250 12 -136

250 7 -123

500 12 -134

500 7 -120

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RAK2245 Pi HAT


3 源码

RAK2245 Pi HAT 模块的源码链接如下：

https://github.com/RAKWireless/RAK2245-RAK831-LoRaGateway-RPi-Raspbian-OS

4 设置服务器和频段

出厂内置服务器默认设置为 LoRaServer，频段默认为 EU868。如果你拿到的是其它频段

的模块，你必须先修改设置。有关详细的设置步骤，请参阅此文档。

Get_Start_with_RAK2245&RAK831_RPi_LoRa_Gateway.pdf

5 联系方式

如果您有任何疑问请访问 RAK 官方论坛获取帮助，或者您也可以通过以下邮箱联系我们。

RAK 论坛: https://forum.rakwireless.com/

邮箱: [email protected]

https://github.com/RAKWireless/RAK2245-RAK831-LoRaGateway-RPi-Raspbian-OS

http://docs.rakwireless.com/en/LoRa/RAK2245-Pi-HAT/Application-Notes/Get_Start_with_RAK2245&RAK831_RPi_LoRa_Gateway.pdf

http://docs.rakwireless.com/en/LoRa/RAK2245-Pi-HAT/Application-Notes/Get_Start_with_RAK2245&RAK831_RPi_LoRa_Gateway.pdf

https://forum.rakwireless.com/

mailto:[email protected]

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RAK2245 Pi HAT


6 修订历史

版本描述日期

1.0 创建文档 2018-12-21

1.1 更新管脚定义 2019-01-23

1.2 添加源码章节 2019-02-14

7 文档摘要

准备审核同意

Jeff & Penn Jeff

关于瑞科慧联:

RAK 是一家专注于 IoT 领域以产品为驱动型的公司，凭借团队深厚的无线通讯技术领域的积累，采

用创新的商业模式高效地为全球中小型的网络运营商(Network Operator)，系统集成商(System

Integrator)和服务提供商(Service Provider)等提供高性能的 IoT 产品与应用方案。

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