此方案的是使用台灣GPS大廠環天世通科技利用詮鼎所代理之SX1276 LoRa IC 所開發的UART模組，其市場優勢是把SX1276 SPI介面之複雜控制流程簡化成可以讓微處理器以AT-Command模式來設定參數及收發資料。此優勢可以協助工程師減少在SX1276底層上的學習摸索，進而可以加快設計的時間。在則使工程師可以將SX1276當作一個MODEM來使用，此點也可以讓工程師簡化程式上的複雜度。
本方案所要解決之傳輸技術問題
對於大樓建築、工廠或是農場以至於如歐美之家庭之安全需求是一大需求，對於此類安防之系統架構一般都是使用實體有線、FSK(頻率偏移調變)、Zigbee、Bluetooth或是Wifi等傳輸模式來做為通訊方式。但這些通訊方式或多或少都有其先天的限制，下面為我約略做的整理比較表
依上表來看，如果我們要在此等警告系統中使用上列技術的話會有點挑戰性。所以我們以本方案來提出使用LoRa方式來解決如下問題
- 距離: LoRa 可提供高至-148 dB 的感度，可提供長距離及高穿透性的應用。
- 感擾: 使用展頻技術可提供高抗雜訊。
- 省電: 低至1uA之耗電可提供長時間不需更換電池使用
延伸閱讀 基於Microchip Atmega328 MCU與Semtech SX1276之環天LM130模組架構下的 LoRaWAN土壤監測方案
延伸閱讀 基於使用環天LoRa專屬通訊協議與使用Semtech SX1276之 LM130模組架構下之火焰警告方案
本方案所要解決之MCU控制技術問題
一般來說軟體開發對不是專業的軟體工程師會是一個門檻，特別是對開發環境的設定和操作上的不熟悉需要花上許久的時間。再者就算是相同廠牌之MCU也需有不同的初始和控制需要時間學習，這都大大提高難度。所以本方案就把重心放在控制上所以使用越來越廣泛使用的Arduino系統及Atmega328來做示範。Arduino 近年來已經由當初的教學用到現在各大廠如Intel, ST, Ti (Energia).. 等等公司的支援，所以對物聯網之多樣應用需求來說是一個快速開發及修改的工具。
使用場景及工作描述用說明
本警告系統是為了可以解決在一個廣大環境下之外部人員入侵。其工作方式為以一焦電式紅外線感測器為偵測基礎之
警報器，將偵測到的事件以地點編號及觸發時間之信號以LoRa來傳遞至另一端之具有與藍牙對接之接收器。再讓使用者可以使用可連接藍牙之設備如手機、平板及筆記型電腦等等設備接收資料。大約應用場景如下:
- 大樓建築之高層建築、地下室及周邊附屬設備。
- 工廠設施之門禁管制、危險區域或重要設備之監控。
- 農場養殖等等入侵警告、危險區域或重要設備之監控。
- 歐美型家庭之庭院之外人入侵警告。
如何使用Arduino及Atmega328開發說明
步驟一 (環境安裝):
1. 至官網下載檔案後安裝
2. 選擇要下載之檔案
3. 程式安裝
步驟二 (軟體開發及上傳至MCU):
1. 按下面連接開啟程式、組譯及燒錄 (https://youtu.be/IY7y2yKQgn8，影片演示來自youtube, 部分user可能無法正常觀賞)2. 按下面連接開啟範例程式檔案內容
環天LM230環境設定及操作使用說明
本方案所使用的環天LM230模組依頻段不同有410-525MHz (Model: LM-210L)及
862-1020MHz (Model: LM-230H)兩個種類。此處因為設定使用於台灣、美國、日本等國家，所以選用LM230H。下圖為實體相片及接腳尺寸圖。
該模組對外接腳除電源和天線外、具有一組可設定從1200/ 2400/ 4800/ 9600(Default)/ 19200/ 38400到57600bps速率的標準UART通訊埠。一BZ Pin提供MCU讀取模組工作狀態，另外提供P1 及P2供使用者選擇是使用在下面四種模式之一
- Normal mode ~ UART、無線處於正常模式。
- Wake-up mode ~ 在正常工作模式下增加Preamble 長度提供喚醒用。
- Power-saving mode ~ UART已關閉、無線處於省電模式。可設定在省電模式下0.5到5秒喚醒時間檢查是否收到Preambl，然後打開UART和喚醒MCU接收數據恢復成Power-saving mode。
- Setup mode ~ UART 進入設定模式供設定模組參數。
如何使用環天LM230模組來開發產品
步驟一: 先按下圖連結進入設定模式。
步驟二: 開啟環天設定程式
步驟三: 開啟通訊埠並讀取設定後設定參數如下
- LoRa傳輸頻率，此處我們設定922MHz。
- LoRa 傳輸速度，此處我們設為81K (其與感度有對比關係)。
- UART傳輸速度，其必須與藍牙速率一致。
步驟四: 寫入設定參數後既可斷電後恢復正常工作模式。
將環天LM230模組連接HC-06藍牙模組
步驟一: 按下圖連線電源，UART TX/RX及 LED 腳位
步驟二: 將Key 腳位於開機時連結至Vcc 後進入設定模式
步驟三: 進入命令模式後設定下面參數
- AT+BAUD2 ~ 設定UART速率為9600 (相同於LoRa 模組)
- AT+NAMENick_TX ~ 命名藍牙設備為Nick_TX及Nick_RX
步驟四: 斷開Key與Vcc後從新啟動後進入正常模式
使用行動電話配對藍芽介面
步驟一: 至”Google Play 應用程式” 下載下面 App
步驟二: 開啟手機或平板之藍牙，並配對 (https://www.youtube.com/watch?v=NcD5imybPGc，影片演示來自youtube, 部分user可能無法正常觀賞)
步驟三: 開啟應用程式App，並選擇藍牙設備 (https://www.youtube.com/watch?v=XXnMXF1lp54，影片演示來自youtube, 部分user可能無法正常觀賞)
使用警報器發射入侵信號至接收器
圖片一: 當紅外線感測器感應到有人入侵之後，驅動指示LED及發射觸發及ID信號至接收端。
圖片二: 當接收器收到警報訊號後經藍牙轉換後提供手機，平板等設備接收。
影片一: 動態演示 (https://www.youtube.com/watch?v=Esgzma9sflM，影片演示來自youtube, 部分user可能無法正常觀賞)
►場景應用圖
►產品實體圖
►展示板照片
►方案方塊圖
►線路原理圖
►電路圖
►核心技術優勢
① 感測器端 : 此處我們是使用 PIR (被動式紅外線感測器)模組，當其偵測到人員入侵時產生一TTL觸發信號供微處理器進行處理。 ② 微處理器端 : 利用 ATMEGA328 微處理器之I/O 埠在接收到偵測到人體的信號後再經處理整形後以UART發出裝置之 ID及ASCII 字符至LoRa模組。 ③ LoRa無線傳輸端 : 使用協力廠商所製造之 LM230 模組，使用其高抗雜訊及高靈敏度特性來連接兩通訊端。其通訊方式為使用UART的介面來達成透傳目的。 ④ 接收及用戶介面端 : 使用者藉LoRa/BLE橋接器接收到可以使用任一可在行動裝置上運行之終端軟體接收或傳輸訊息，。
►方案規格
~~~ LoRa ~~~ 芯片組 ~ SEMTECH LoRa SX1276系列 頻率 ~ 862-1020MHz（型號：LM-230H） 傳輸功率 ~ 100mW（MAX。） 傳輸媒體 ~ UART UART波特率 ~ 1200/2400/4800/9600/19200/38400/57600bps 工作電壓 ~ 3.0V〜6.0V 電流消費 ~ 接收：13 mA（典型值），發射：120 mA（典型值），睡眠：2.2uA（典型值） 傳輸距離 ~ 1KM〜10KM（0.81Kbps） 接收靈敏度 ~ -132dBm@0.81Kbps 工作溫度 ~ -40°C~85°C 尺寸 ~ 尺寸25毫米x 18毫米x T2.6毫米 ~~~ 藍芽 ~~~ 基於CSR BC417143 芯片組 藍牙 Class 2 電路板天線 尺寸：26.7 x 13 x 2毫米 工業溫度範圍為-40℃至+ 85℃ 工作頻率：2.4 GHz ISM頻段 調製方式：GFSK（高斯頻移鍵控） Acuity： - 0.1 DBM或更低BER，0.1％ 傳輸速率：異步：6 KBPS 安全功能：身份驗證和加密