現(xiàn)代通信系統(tǒng)在很大程度上依賴于諸如電力網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)連接以及云服務(wù)器這樣的集中式基礎(chǔ)設(shè)施。雖然這些系統(tǒng)在日常生活中運(yùn)行良好，但在災(zāi)難(如洪水、地震、野火或大規(guī)模停電)發(fā)生時(shí)卻常常會(huì)失效。

當(dāng)電力和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施崩潰時(shí)，通信通常是最先中斷的環(huán)節(jié)——而恰恰在這一過程中，通信又是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

這一現(xiàn)實(shí)促使了“CyberMesh LoRaChat”這一產(chǎn)品的開發(fā)：這是一款去中心化的通信設(shè)備，無需互聯(lián)網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)絡(luò)或任何中央服務(wù)器即可運(yùn)行。該項(xiàng)目旨在提供一種在緊急情況下通過設(shè)備直接相互通信來交換文本消息的簡(jiǎn)單且可靠的方式。

步驟 1：概念概述

CyberMesh LoRaChat 是一個(gè)基于 LoRa(長(zhǎng)距離無線電)技術(shù)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)文本消息傳輸系統(tǒng)。每個(gè)設(shè)備都作為一個(gè)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)運(yùn)行，能夠直接與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行消息的發(fā)送和接收。

這里沒有網(wǎng)關(guān)，沒有云端后端，也沒有單點(diǎn)故障。即便網(wǎng)絡(luò)的一部分出現(xiàn)故障，其余設(shè)備仍能繼續(xù)進(jìn)行通信。

這使得 CyberMesh LoRaChat 適用于：

?緊急情況與災(zāi)難場(chǎng)景

?離網(wǎng)地區(qū)或偏遠(yuǎn)地區(qū)

?備用通信系統(tǒng)

?教育類和創(chuàng)客項(xiàng)目

步驟2：系統(tǒng)架構(gòu)

每個(gè) CyberMesh LoRaChat 節(jié)點(diǎn)由以下部分組成：

?樹莓派 Pico 2 – 主控制器

?ILI9341 TFT 顯示屏 - 用戶界面

?LVGL - 圖形用戶界面框架

?微Python——固件開發(fā)

?RYLR998 LoRa 模塊——長(zhǎng)距離無線通信

用戶可以通過一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)備內(nèi)界面輸入、發(fā)送和接收簡(jiǎn)短的文本信息，這種界面類似于一個(gè)基本的聊天終端。

步驟 3：LoRa RYLR998

LoRa(RYLR998)通信

LoRa 技術(shù)專為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、低功耗通信而設(shè)計(jì)，因此非常適合在電力和基礎(chǔ)設(shè)施有限的緊急情況下使用。與 Wi-Fi 或蜂窩網(wǎng)絡(luò)不同，LoRa 不依賴于互聯(lián)網(wǎng)，且能夠以極低的能耗將數(shù)據(jù)傳輸數(shù)公里之遠(yuǎn)。

在該項(xiàng)目中，我們選擇了 RYLR998 LoRa 模塊，因?yàn)樗邆湟韵聝?yōu)點(diǎn)：

?簡(jiǎn)單的UART(AT命令)控制

?穩(wěn)定的遠(yuǎn)距離性能

?低功耗

?與微控制器的輕松集成

通過在內(nèi)部處理無線電協(xié)議，RYLR998 使得主控制器能夠?qū)Ｗ⒂谟脩艚缑婧拖⑻幚?，從而使系統(tǒng)保持簡(jiǎn)單且可靠。

為何去中心化通信至關(guān)重要

傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)依賴于集中式的基礎(chǔ)設(shè)施，如基站、服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)提供商。一旦這些組件中的任何一個(gè)出現(xiàn)故障，通信就會(huì)完全中斷。

CyberMesh LoRaChat 通過以下方式消除了這些依賴項(xiàng)：

?直接的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)消息傳遞

?離線操作

?無需服務(wù)費(fèi)或訂閱費(fèi)

?基礎(chǔ)設(shè)施出現(xiàn)故障時(shí)的高抗災(zāi)能力

借助電池或太陽能供電，該系統(tǒng)即便在現(xiàn)代通信服務(wù)中斷的情況下也能持續(xù)運(yùn)行。

如果您有意開發(fā) CyberMesh LoRaChat 或嘗試基于 LoRa 的通信技術(shù)，那么本項(xiàng)目中所使用的 RYLR998 LoRa 模塊可從以下全球官方商店購買：

步驟4：電力與可靠性

CyberMesh LoRaChat 專為低功耗設(shè)計(jì)：

?LoRa 減少了傳輸能耗

?微Python 代碼避免了不必要的后臺(tái)任務(wù)

?可以使用電池長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行

這使得該設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間停電的情況下仍能正常使用。

本文編譯自hackster.io