• LoRa sta per long range
• È una tecnologia proprietaria sviluppata da Cyleo, poi acquisita da Semtech nel 2012
• è un insieme di modulazione radio ed encoding
• Utilizza la modulazione CSS o FSCM
• Progettata per comunicazioni a lunga distanza con basso consumo energetico, basso bitrate e payload corti

• Lunga portata
• Basso consumo energetico
• Buona tolleranza al rumore
• Costo relativamente basso

Come funziona LoRa

• AM - Amplitude Modulation
• FM - Frequency Modulation
• FSK - Frequency Shift Keying
• ASK - Amplitude Shift Keying (OOK On-Off Keying nella sua forma più semplice)

• Utilizza segnali a frequenza variabile chiamati chirp
• I chirp possono essere upchirp (frequenza crescente) o downchirp (frequenza decrescente)
• I dati sono codificati nella variazione di frequenza dei chirp
• Resistente al rumore, alle interferenze può ricevere segnali sotto la soglia del rumore

• Preamble 8-16 up chirps
• Sync Word
• Down Chirps 2.25
• Payload
• CRC

• "Gray indexing"
• Interleaving - Distribuire i bit su più simboli
• Hamming Code - Error Correction
• Whitening - aggiunge casualità nei dati
• CRC - Error detection

è stato reversato a partire da application notes, documenti di brevetto, empirismo e calci
Decoding the LoRa PHY (33c3) - https://www.youtube.com/watch?v=NoquBA7IMNc

• Bandwidth
• Spreading Factor (SF) - più alto significa trasmissioni più lente ma più robuste
• Coding Rate (CR) - quanti bit di error correction per bit di informazione (4/8 ogni 4 bit di informazione 4 di error correction)
• Duty Cycle - quanto tempo possiamo trasmettere (10% = 6 minuti di un ora)

• Decoding the LoRa PHY (33c3)
• How LoRa Modulation really works - long range communication using chirps
• LoRa™ Modulation Basics - Semtech
• Frequency Shift Chirp Modulation: The LoRa Modulation (L.Vangelista 2012)

Ci serve dell'hardware

• ESP32
  • WiFi e Bluetooth integrati
  • Più economico
  • Consumi alti, ok per nodi fissi
  • Rischio brown out
  • HeltecV3 abbastanza consigliato
• NRF52
  • Solo Bluetooth
  • Più costoso
  • Consumi bassi: Adatto per nodi solari e tascabili
  • Più stabile

• Ok, abbiamo una radio, possiamo accenderla e trasmettere?
• Non ancora...dovremmo parlare di antenne
• Ma lo facciamo dopo
• Ora finalmente passiamo al software

Fare le reti mesh

Meshtastic e Meshcore

• è free software, GPLv3
• aggiunge Cifratura, Routing e una parte applicativa (Chat, telemetria) su LoRa
• permette all'utente di collegarsi tramite WiFi, Bluetooth o seriale al nodo
• ha app per mobile e webapp

ma c'è vita!

• tutt* sullo stesso canale (MEDIUM_FAST)
• https://www.loraitalia.it/
• c'è un gruppo telegram molto attivo

• Web Flasher (solo chrome)
• ESPtool se siamo su ESP32
• Drag and Drop se siamo su NRF52 o RP2040
• PlatformIO

• Usare l'app mobile (c'è anche su f-droid), cli o webapp
• Impostare:
  • region
  • canale
  • device role
  • max hops
  • nome nodo

• è abilitata di default ma si può disabilitare
• i canali sono cifrati AES (ma chi è in canale vede tutto)
• a un certo punto è stata introdotta la cifratura asimmetrica

• Supporta vari sensori i2c
• principalmente parametri ambientali e consumi

• 38C3 - Hacker's Guide to Meshtastic: Off-Grid, Encrypted LoRa Meshnets for Cheap!
• DEF CON 33 - RF Village - Meshtastic Under the Microscope From Chirps to Chat - Allan Riordan Ball

si ma qual è meglio?

parliamone...

Antenne

• è una parte fondamentale
• Senza antenna la radio non funziona
• Con un'antenna scadente la radio funziona male
• se accendi la radio senza antenna fa una brutta fine, vale anche per i nostri nodi

• Le antenne per gli 868MHz sono piccole e facili da costruire
• Quelle incluse con alcuni nodi sono spesso pessime (Heltec)
• Sui nodi portatili dobbiamo trovare dei compromessi, sui nodi fissi possiamo impegnarci
• Un ottimo punto di partenza www.loraitalia.it/meshtastic-antenne-si-antenne-no/

• Dima per antenna ground plane da stampare in 3d
• Autocostruzione di antenne LoRa - Loraitalia
• Antenne da acquistare - Loraitalia

Nodi solari autonomi

• Nodi alimentati unicamente da pannelli solari e una batteria
• Il nodo è veramente off the grid perchè non dipende nemmeno dalla rete elettrica
• Utilizzo di microcontrollori a bassissimo consumo, l'NRF52 si presta molto bene
• Apprezzano il sole e l'altezza
• Molto spesso svoltano la rete

• Quanta batteria mettere? TANTA
• Quanto grosso prendere il pannello? DI PIÙ
• Che batterie mettere? LiPo o LiFePO4, in alcuni casi potreste voler mettere del piombo
• Che altro mettere? INA219 e un TRH interno per monitorare stato della batteria, del pannello e condizioni del case
• Testare sempre prima di seminare in giro

• Faketek +
• Pannello solare (quelli da videosorveglianza uso esterno vanno bene, circa 6W) +
• Batteria +
• Regolatore di carica +
• BMS +
• Case stagno +
• Antenna esterna +
• INA219 + TRH +
• Ferramenta varia

Altri mondi

Reticulum

• è un protocollo, non un app
• Apocalypse Ready
• Può funzionare su vari media: LoRa, WiFi, Ethernet, seriale, radio analogica
• Si possono inviare vocali, immagini e testo
• L'identità è slegata dal dispositivo le radio LoRa sono dei semplici modem

Freakwan

• Fatta in Sicilia
• Con micropython
• Semplice e hackerabile
• Molto chatty
• supporta piccole immagini

TinySSB

• non ha niente a che fare con fonia e banda laterale
• una CRDT over LoRa
• è una roba sperimentale usata all'Università di Basilea per insegnare sistemi distribuiti
• sviluppata malino
• documentata peggio
• ok, principalmente una fissa mia però è interessante