Drie radio's duik keer op keer op in klaskamer- en stokperdjie-IoT-projekte: ESP-NOW, gewone WiFi, en LoRa. Die kort weergawe is eenvoudig. Gebruik WiFi wanneer 'n toestel die internet of 'n foontoep nodig het. Gebruik ESP-NOW wanneer twee of meer borde net goedkoop en vinnig met mekaar moet praat. Gebruik LoRa wanneer die sensor honderde meters of kilometers van enigiets af sit. Die res van hierdie stuk gaan oor die afruilings agter daardie eenreël-antwoord, en wat om te doen wanneer geen enkele radio pas nie.

WiFi: wanneer jy die internet nodig het

WiFi is die radio wat die meeste mense reeds ken. Dit sluit by 'n router of 'n warmkol aan, kry 'n IP-adres, en kan dan die wyer internet bereik: 'n wolkpaneel, 'n MQTT-makelaar, 'n REST-API, of 'n foontoep op dieselfde netwerk. Die sheenbot∞-bord wat studente in die klas gebruik, praat WiFi sonder enige bykomende werk, en daarom beteken 'n eerste "regte" IoT-les gewoonlik om 'n sensorlesing op te stuur na 'n skerm êrens.

Die koste is krag en infrastruktuur. WiFi trek meer stroom as die ander twee, dus pas dit swak by iets wat weke lank op 'n klein battery moet loop. Dit hang ook daarvan af dat 'n router aan is. In Suid-Afrika maak dit saak: tydens beurtkrag kan die router twee uur aaneen donker wees, en 'n WiFi-alleen-sensor bly eenvoudig stil totdat die krag terugkeer. Bereik is ook beskeie, ongeveer die omvang van 'n klaskamer of 'n huis, minder deur betonmure.

ESP-NOW: borde wat met borde praat

ESP-NOW is 'n liggewig, verbindinglose protokol wat in dieselfde ESP32-skyfies ingebou is wat WiFi doen. Dit slaan die router heeltemal oor. Een bord kan 'n kort boodskap direk na 'n ander bord se MAC-adres stuur, met baie lae latensie en geen IP-stapel om op te stel nie. Vragte is klein, sowat 250 grepe per pakkie, wat ruim genoeg is vir 'n temperatuurlesing, 'n knoppiedruk, of 'n motorbevel.

Omdat daar geen toegangspunt in die middel is nie, hou ESP-NOW aan werk wanneer die WiFi-netwerk af is, en dit gebruik merkbaar minder krag as 'n volle WiFi-verbinding, veral as die bord tussen stuurbeurte slaap. Bereik is binnenshuis breedweg dieselfde as WiFi en buite beter met sigslyn. Die vangplek is dat ESP-NOW jou 'n privaat maas van jou eie toestelle gee, nie 'n pad na die internet nie. As die data daardie klein groepie moet verlaat, moet iets anders dit dra.

LoRa: wanneer die sensor ver is

LoRa ruil datatempo vir afstand. Op die sub-gigahertz-band wat in Suid-Afrika gebruik word (868 MHz), kan 'n LoRa-skakel oor 'n plaas of 'n voorstad strek, soms 'n paar kilometer met 'n oop pad, terwyl dit baie min krag gebruik. Dit maak dit die natuurlike keuse vir 'n grondvogpeiler aan die verre kant van 'n land of 'n watertenkvlaksensor op 'n bult.

Die prys wat jy betaal, is bandwydte en hardeware. LoRa dra klein, ongereelde boodskappe, nie video of vinnige telemetrie nie, en dit is nie in 'n standaard-ESP32 ingebou nie, dus voeg jy 'n LoRa-module by. Punt-tot-punt-LoRa het 'n passende ontvanger nodig; volledige LoRaWAN het 'n poort nodig. Vir die meeste skool- en kleinplaasbouwerke is 'n enkele paar LoRa-radio's of een poort genoeg om te begin.

Die drie radio's langs mekaar

Radio	Ruwe bereik	Benodig infrastruktuur?	Krag	Beste vir
WiFi	Tientalle meters	Router plus internet	Matig tot hoog	Panele, toepassings, wolk
ESP-NOW	Soortgelyk aan WiFi, meer buite	Geen	Laag	Bord-tot-bord-boodskappe
LoRa	Honderde meters tot kilometers	LoRa-module, poort vir LoRaWAN	Baie laag	Afgeleë, yl sensors

Om die radio by die toneel te pas

In 'n klaskamer dek WiFi en ESP-NOW byna alles. Gebruik WiFi vir die les waar lesings op 'n lewendige paneel verskyn, en ESP-NOW vir die projekte waar 'n handvol borde boodskappe tussen banke aangee, soos 'n aflosspeletjie of 'n gedeelde telbord, sonder om oor die skoolnetwerk te baklei.

In 'n huis hang dit af van waarheen die internet moet gaan. 'n Lig- of deursensor wat 'n toep voer, wil WiFi hê; 'n groepie afstandbeheerders en knoppies wat net met 'n plaaslike middelpunt praat, is gelukkiger en laer in krag op ESP-NOW. Dit is die mengsel agter 'n tipiese huisoutomatiseringsbouwerk.

Op 'n plaas besleg afstand dit. Sensors wat oor kampe of kweekhuisrye versprei is, is gewoonlik te ver uitmekaar vir WiFi en te ver van netkrag om dit gelaai te hou, en dit is presies waar LoRa sy plek verdien in 'n slimboerdery-opstelling. Die lesings moet nog steeds êrens land, en dit is waar radio's begin meng.

Om radio's met 'n brugnodus te meng

Die meeste ernstige projekte gebruik meer as een radio, verbind deur 'n brugnodus: 'n enkele toestel wat twee radio's praat en boodskappe tussen hulle aangee. 'n Algemene patroon is veldsensors op LoRa of ESP-NOW wat aan een brug rapporteer, wat dan die enigste WiFi-verbinding hou en alles na 'n makelaar of paneel aanstuur. Jy kry lang bereik of lae krag in die veld en internetbereik op een punt, in plaas daarvan om al drie van elke toestel te eis.

Een voorbehoud wat vroeg die moeite werd is om te weet: 'n ESP32 deel 'n enkele 2,4 GHz-radio vir beide WiFi en ESP-NOW, en albei moet op dieselfde kanaal sit. As jy eers WiFi verbind, kan ESP-NOW-eweknieë wat 'n ander kanaal verwag het, stil word. Op 'n brug, beplan die kanaal doelbewus, of verdeel die twee take oor twee skyfies. Sodra die brug werk, is dit om die versamelde data na 'n platform soos sheenIoT te stuur die maklike deel.

'n Vinnige manier om te kies

• Benodig die internet, 'n wolkpaneel, of 'n foontoep? Gebruik WiFi.
• Twee of meer van jou eie borde wat klein boodskappe vinnig uitruil? Gebruik ESP-NOW.
• Sensor meer as honderd meter van die naaste router of krag af? Gebruik LoRa.
• Batterygedrewe en bedoel om weke lank te loop? Leun na ESP-NOW met slaap, of LoRa.
• Het jy verskeie hiervan gelyk nodig? Bou 'n brugnodus.

Wegneemboodskap

Daar is geen enkele beste radio nie, net 'n beste pas vir die bereik, kragbegroting en infrastruktuur wat jy werklik het. Begin by die vraag oor waarheen die data moet gaan en hoe ver dit moet reis, en die keuse maak gewoonlik homself. Wanneer een radio dit nie alles kan doen nie, laat 'n brugnodus jou toe om hul sterkpunte te kombineer eerder as om op elkeen in te boet.

Kan een ESP32 WiFi en ESP-NOW terselfdertyd loop?

Ja, maar met sorg. Hulle deel dieselfde 2,4 GHz-radio en moet dieselfde kanaal gebruik, dus kan 'n WiFi-verbinding die kanaal vaspen en ESP-NOW-eweknieë afsny wat 'n ander een verwag het. Stel die kanaal doelbewus vas, of gee die twee rolle aan aparte skyfies op 'n brug.

Het ek 'n LoRaWAN-poort nodig om LoRa te gebruik?

Nie altyd nie. Twee LoRa-radio's kan punt tot punt praat sonder 'n poort, wat goed is vir 'n enkele afgeleë sensor. 'n Poort word die moeite werd sodra jy baie sensors het of wil hê hulle moet 'n standaardnetwerk bereik, en dit is 'n redelike volgende stap eerder as 'n beginvereiste.