LoRaWAN学习心得
在前面学习Linux在高级编程的基础上，硬件开始正式交叉，以前学过Linux可能只知道某些传感器的数据存储在哪个文件夹下，读取相应的数据，大部分是实现应用层，而不知道这些传感器的数据是如何来的。stm32单片机后，与硬件打交道，离底层又近了一步。
当然，开始学习stm当32岁时，我只是按照一些数据画葫芦，并没有真正理解实现的原则。我只知道，在跟随数据操作后，如果烧录程序进入开发板，可以实现相应的功能，一切都会好起来。这种学习只能解决教程的问题，如果你想独立实现某个功能，它将非常困难。
在学习了流水灯、蜂鸣器、按钮、声传感器、光强传感器等基本期间的使用后，逐渐进入了一些协议的学习，如一线协议DHT11温湿度传感器，DS18B20温度传感器的工作原理；I2C协议SHT30温湿度传感器的工作原理，OLED基本使用显示屏；串口输出，使用esp8266连接WIFI利用MQTT协议实现温湿度报告云平台NB-IoT基本原理等。SPI协议，利用SX1278LoRa模块实现两个模块的传输LoRaWAN报告网络结构的温湿度。其实对于像单片机这样处理硬件的人来说，底层原理是死的，无非是引脚的配置和使能，用什么协议，告诉我CPU这只大蜘蛛，现在要做什么，其他过程都没有太大区别，当然，原理图和芯片非常重要datasheet的了解。就像LoRaWAN事实上，学习并不是让你写整个LoRaWAN系统结构，从寄存器到应用层，但学习模块驱动移植、协议栈移植，实现整个网络系统需要终端节点，如数据收集、数据发送和接收等基本功能，也不需要写底层驱动、操作寄存器等，了解每个环节的作用和实现原理是很重要的。
下图是 LoRa以及LoRaWAN在一般物联网架构中的位置： 
?LoRa：在物联网架构中，无线接入技术，LoRa 无线终端感知层和感知层和网络传输层。 LoRa 不是物联网本身，而是物联网的一部分。
?LoRa 终端：通过传感器收集物体信息，并通过 LoRa 无线空口技术将数据传输给 LoRa 无线基站。
?LoRa 无线基站：提供正确 LoRa 无线接入和汇聚终端，LoRa 无线基站通过以太局域网或 2G/4G/5G 公共移动通信网络连接到 LoRaWAN 广域网络服务器。
?LoRaWAN 多个服务器服务器： LoRa 同时充当无线基站 LoRa 连接物联网云平台网关的终端。
下图是 LoRa 联盟推荐的 LoRaWAN网络架构：
?LoRa Node：LoRa 终端节点
?Concentrator：实现对 LoRa 终端节点提供接入和汇聚功能 LoRa 基站(网关)。
?Network Server：LoRa 用于管理的核心网络 LoRa 网络中的一切 LoRa 节点。
?Application Server：由不同业务领域的服务器组成，并通过 Web 或通过手机接入向用户提供业务服务。
当然，目前我主要学习的是LoRaWAN节点的开发主要负责终端节点的数据收集、数据的发送和接收，主要掌握A类和C类节点的开发和使用。事实上，这两种节点之间的差异并不大。毕竟，C类是在A类的基础上实现的，但C类在数据接收方面更敏感，但功耗更大。
了解从一开始SPI协议，了解SPI协议需要哪些引脚，各自的功能，SPI四种工作模式，SPI主设备是如何通过短接与从设备交换数据的？MISO和MOSI引脚进行SPI回环测试等。然后是SX通过1278模块的驱动移植semtech官网下载相应模块的驱动文件，根据官方介绍和搜索资料进行驱动移植。SX1278模块和MCU连接主要用于SPI除了协议SPI除了四根线VCC,GND,DIO0和RESET，需要在移植驱动文件中更改单片机配置的相应引脚，只需删除和注释不需要使用的文件或配置。重要的是找到信息并修改它们LoRa由于这些参数在不同地区不同，因此模块的发射频率和其他配置参数是不同的LoRaWAN协议栈的移植过程也很重要。最后，需要在主函数中调用发射/接收函数，以实现您想要的功能。当然，一次成功的概率很小，会有很多看似不重要的参数决定本质问题，比如SX1278的SPI支持最大速率等。
在实现LoRa两个模块消息点对点的通信之后，开始对LoRaWAN移植协议栈。这次可比SX1278驱动移植更加困难，因为虽然官方有协议栈移植的说明文件，但需要修改许多单片机无法使用的文件或函数。否则，当全屏编译错误时，需要逐个修改错误。这有一定的工作量，首先需要实现ping-pong固定频率测试相当于升级版LoRa模块互传，只有两个模块可以用作主(从)设备，收发频率是固定的。
之后进行LoRa模块节点和网关通信，首先需要了解节点的类型，以及各种节点的工作模式和原理，然后是节点网络激活，数据在收发过程中，区域、频点、信道参数需要找到数据修改，数据从应用层到物理层包装过程需要了解、数据加密等，虽然协议堆栈不需要写很多代码，但是，您需要查看源码并找到相应的信息来理解。很多东西给你封装好了不一定是好事，虽然使用方便了，但是对于学习来说，更需要花时间和精力去挖掘底层的原理。
在LoRaWAN在进入网络、信道选择、收发信息等过程中，使用了大量的网络和通信相关知识，如OTAA/ABP激活方式，发送时避免信道冲突ALOHA协议算法(duty-cycle)，ADR传输速率自动优化，CAD检测前导码机制，AES-128加密算法，SF扩频因子，和TCP/IP协议类似的MAC/PHY数据包分层包装/解封机制等，想了解整个LoRaWAN网络结构，除了了解协议栈函数的调用，实现相应的功能，配置相应的参数外，还需要对通信进行深入研究，特别是如何使数据收发效率最高、可靠性最高的问题。
整个LoRaWAN网络架构只是学习的一部分，还需要努力才能继续挖掘深层原则！