需要從位於家中 Wi-Fi 網路範圍之外的 Raspberry Pi 專案傳送資料嗎？當然，您可以使用 Wi-Fi 訊號延伸器，或是一條很長的乙太網路線（最長 100 公尺），但這裡我們將探討其他更可靠的解決方案。

LoRa 是一種長距離無線電系統，能以低位元速率（300bps 至 50kbps）傳輸小型資料封包，非常適合 IoT 感測器等應用。它最大的優勢在於抗雜訊與抗干擾能力，在鄉村地區可達 15 公里（9 英里）的傳輸距離。LoRa 節點之間可以互相傳送資料，您也可以使用 LoRaWAN 閘道器來接收多個通道，無論是現有的（例如 The Things Network），還是您自己架設的。

若需要（高出許多）的資料傳輸速率，則可使用 4G 行動網路。我們在此將介紹幾種擴充解決方案，以及另一個用於超精確定位與時間戳記的 GPS 模組。

警告！

無線電法規

LoRa 使用 ISM（工業、科學與醫療）無線電頻段。任何人皆可在此頻段無需執照進行廣播，但必須遵守當地主管機關所訂定的區域參數（例如英國的 Ofcom、美國的 FCC、歐洲的 ETSI）。這些參數包含無線電頻率、佔空比與發射功率的限制。

此外，對於 FM 等其他無線電頻段的傳輸，通常也有嚴格限制。在進行操作前，請務必查閱您所在管轄區的相關法規。

SX1262 LoRa Node Module for Raspberry Pi Pico

這款 Waveshare LoRa 模組（£14/$19）採用 SX1262 收發器，相較於較早的 SX1276，具有更佳的電源效率與稍長的傳輸距離。該板卡具備雙排母座，只要將配備公座的 Raspberry Pi Pico 直接插上即可使用，甚至還會將 Raspberry Pi Pico 的接腳延伸到上方。

除了 LoRa 模組本身之外，套件還附贈一顆 600mAh 3.7V LiPo 電池，連接至板上的充電 IC，讓您可立即用於遠端供電。

請注意，The Pi Hut 販售的是 868MHz 頻段版本，適用於歐洲（包含英國），並附贈「短棒」天線；而 Waveshare 則提供三種不同頻率調校的版本，請務必選擇適合您所在區域的版本。

雖然 Waveshare 的文件較不易閱讀，但已有 C/C++ 函式庫與部分範例程式可供嘗試（目前尚無 MicroPython 版本，不過您可以使用 現有的 SX126x 函式庫）。

Verdict

性價比極高，內附 LiPo 電池與天線。

Perpetuo LoRa

這款 一體式 LoRa 板卡（£21/$28）內建 Raspberry Pi RP2350 微控制器晶片（與 Raspberry Pi Pico 2 相同），具備與 LoRaWAN 網路閘道器進行通訊所需的一切功能。您也可以將其用於與另一個 LoRa 節點的簡單點對點通訊。

它搭載 Embit EMB-LR1276S LoRa 無線電模組，預設韌體使用英國／歐洲標準的 868MHz 載波頻率，但可調整為 915MHz 頻段。您還需要搭配合適的外部 RF 天線，在為本板或其他任何 LoRa 板卡供電前，務必先連接天線，否則可能造成損壞。

Perpetuo 具備低功耗模式，能源效率極佳。電源由 LiPo 電池（未附贈）提供，可透過 USB-C 埠進行充電。該埠也可搭配選配的太陽能板（通常需經穩壓器）使用，讓板卡在離網狀態下也能持續運作。Qwiic/STEMMA QT 連接器可輕鬆外接一或多個感測器。此外，板卡提供 32 個標準接腳，其中包含 20 個 GPIO。

Verdict

具備節能特性的 LoRa 節點，並附有實用的 Qwiic/STEMMA QT 連接埠。

LoRa Radio Bonnet with OLED

這款 LoRa「Bonnet」（£31/$42）可直接安裝在任何標準 40-pin Raspberry Pi 的 GPIO 接頭上。雖然 Adafruit 網站標示為「915MHz」，但實際上可使用北美／澳洲的 915MHz ISM 頻段或歐洲的 868MHz 頻段，您只需在程式中設定正確的頻段即可。幸運的是，CircuitPython 韌體與函式庫讓設定與使用比其他板卡更容易。

另一項優點是內建 128 × 32 OLED 螢幕，可用來顯示狀態訊息。另有三個小型按鈕，可用於建立使用者介面或傳送測試訊息。

天線部分，您可以將天線接至板上的 U.FL 連接器，或直接在旁邊的焊盤上焊接一段導線。稍有缺點的是，其 RFM95W 無線電模組雖然可靠且文件齊全，但採用經典的 SX1276 LoRa 收發器，電源效率不如後續版本。

Verdict

適用於任何 Raspberry Pi，且內建螢幕相當實用。

Clipper HAT Mini

若您需要從遠端裝置傳送的資料量超出小型封包的範圍，4G 行動網路是理想選擇。除了低延遲之外，它還提供充足的頻寬，甚至可串流視訊，例如來自野生動物相機的畫面。

這款薄型 Clipper HAT Mini（£30/$33）可緊貼安裝在 Raspberry Pi Zero 上，若搭配 booster header，也可與任何標準尺寸的 40-pin 型號相容。它採用 SIMCom A7683E 4G LTE 模組，支援 nano SIM 卡，上傳速度最高可達 5Mbps（下載則可達 10Mbps）。額外功能包括兩個使用者按鈕、狀態 LED，以及 Qwiic/STEMMA QT 連接器。使用 Pimoroni 的入門指南即可輕鬆完成設定。

請注意，此 HAT 設計用於英國與歐洲的 4G LTE 行動頻段，因此不適用於其他地區。您還需要連接相容天線至板上的 SMA 連接器，Pimoroni 提供短棒型（52mm）天線，售價低於 £4。

Verdict

超值薄型 4G 板卡。

PA1010D GPS Breakout

雖然標榜為 GPS 板卡，但 Pimoroni 的小型 breakout 板在更新韌體後，也能與歐盟的 GALILEO 等系統相容。這表示無論您身在何處，都能取得位置資訊以及超精確的時間。

此板卡內建天線且功耗低，郵票大小的 PA1010D 模組（£30/$33）非常適合需要定位資料的較小型創客專案。它支援最多 210 個偽隨機雜訊（PRN）通道、99 個搜尋通道，以及 33 個同時追蹤通道。在無重大遮蔽的情況下，通常可在數秒內提供精確的位置資訊。

該板卡採用 Pimoroni 的 Breakout Garden 規格，可直接插入 Raspberry Pi 的 Breakout Garden HAT。或者，您也可以焊接隨附的兩條公排針之一，直接連接到 GPIO 接腳。

Pimoroni 的 Python 函式庫讓軟體設定變得簡單。您甚至可以搭配 Raspberry Pi Pico 使用 Michael Bell 的 PA1010D MicroPython 模組。

Verdict

適合可攜式專案，讓您能追蹤精確位置。

SIM7600G-H 4G HAT for Raspberry Pi

若您需要傳送大量資料，無論身在何處，這款 4G HAT（£80/$107）都能滿足需求。它採用工業級 SIM7600G-H 4G 模組，設計用於全球各區域（名稱中的「G」代表「global」），支援多種 4G 行動頻率。同時也支援 3G 與 2G 服務，甚至可透過連接耳機至 3.5mm 插孔來處理簡訊與電話通話。

作為 LTE Cat 4 型號，其資料傳輸速率遠高於 Cat 1bis 模組（如 Clipper HAT Mini）：上傳最高可達 50Mbps（下載 150Mbps），實際速度可能因訊號而略低。為支援此速度，需使用隨附的 USB 線將其連接至 Raspberry Pi（同時也連接 GPIO 接頭）。

此 HAT 隨附寬頻 LTE 4G 天線與 GPS 天線，是的，它也內建 GPS 功能，可與多種定位系統相容。

Verdict

高效能 4G HAT，具備更快資料傳輸速率與內建 GPS。

iC880A-SPI LoRaWAN Concentrator

您可以搭配 Raspberry Pi 電腦與合適的「concentrator」板卡，自行建置多通道 LoRaWAN 閘道器。歐洲（包含英國）適用的 868MHz 型號（€149）完全相容於 The Things Network 與 Stack；其他地區則可參考 RAK 系列板卡。

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