Lora無線技術基礎與特點
1.LoRa是一種低功耗廣域網(wǎng)通信(LPWAN)技術中的一種,是Semtech公司采用和推廣的一種基于擴頻技術的超遠距離無線傳輸技術。比sigfox的FSK技術更加靈敏,傳送距離更遠,更節(jié)能。
2.LoRa是物理層(PHY)協(xié)議,能被應用在幾乎所有的網(wǎng)絡技術中。
3.LoRa模塊主要在全球免費頻段運行,頻率范圍從137MHz-1050MHz,常見的主要是433MHz、868MHz、915MHz等
4.LoRa(遠程)擴頻技術,可解調(diào)低于-20dB的噪聲。確保了高靈敏度、可靠的網(wǎng)絡連接,同時提高了網(wǎng)絡效率并消除了干擾。
5.LoRa無需再借助中繼器,極大地簡化了系統(tǒng)設計并降低了總部署成本。
6.相較于3G和4G蜂窩網(wǎng)絡,LoRa無線技術對嵌入式應用而言可擴展性更強,性價比更高

LoRaWAN組網(wǎng)
LoRaWAN是 LoRa聯(lián)盟推出的基于開源的MAC層協(xié)議的低功耗廣域網(wǎng)標準,為MAC層及之上,主要增加了GateWay和LoRa Server,便于遠程集中式控制。是一種典型的星形拓撲結構,在這個網(wǎng)絡架構中,LoRa網(wǎng)關是一個透明傳輸?shù)闹欣^,連接終端設備和后端中央服務器。網(wǎng)關與服務器間通過標準IP連接,終端設備采用單跳與一個或多個網(wǎng)關通信。所有的節(jié)點與網(wǎng)關間均是雙向通信,同時也支持云端升級等操作以減少云端通訊時間。
LoRa Server
1.提供接入控制
符合LoRaWAN標準的模塊、網(wǎng)關均能接入LoRa網(wǎng)絡,但是互聯(lián)互通存在一個鑒權的過程,目前鑒權在Server上完成。
2.數(shù)據(jù)傳輸與管理
Server作為網(wǎng)關與云端的協(xié)議處理器,能實現(xiàn)“網(wǎng)關—Server—云”間數(shù)據(jù)的雙向傳輸、多次加密(以確保傳輸?shù)陌踩裕?,并能進行傳輸流量統(tǒng)計、傳輸狀態(tài)監(jiān)測。
3.網(wǎng)關管理與配置
對網(wǎng)關進行頻點配置、網(wǎng)關狀態(tài)信息上報等,多個網(wǎng)關可連接到同一個LoRaWAN Server中,Server能將接收到的重復信號進行鑒別,剔出無效的數(shù)據(jù),并選擇最有效的下行網(wǎng)關,將“響應”高效地發(fā)送到模塊終端。
4.終端節(jié)點管理與配置
Server能識別不同終端節(jié)點,對節(jié)點做出允許接入/拒絕接入響應,并能空中激活終端節(jié)點( Over-the-Air Activation )
Server能實現(xiàn)終端速率自適應(ADR)與漫游(即支持終端在不同網(wǎng)關覆蓋范圍內(nèi)自由移動)。
5.云平臺通信
Server端能進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),以滿足不同云平臺間數(shù)據(jù)共享或傳輸?shù)囊?。與云平臺實現(xiàn)計費管理,用戶管理,流量控制,數(shù)據(jù)存儲,大數(shù)據(jù)分析, 數(shù)據(jù)可視化等功能。
LoRa網(wǎng)關(Gateway),或稱為 LoRa 基站
1.位處LoRa星形網(wǎng)絡的核心位置,是終端和服務器(Server)間的信息橋梁,是多信道的收發(fā)機。
2.網(wǎng)關與網(wǎng)絡服務器間通過標準IP進行連接,終端通過單跳與一個或多個網(wǎng)關進行通訊。
3.網(wǎng)關容量:在一定時間內(nèi)網(wǎng)關接收數(shù)據(jù)包數(shù)量的能力,網(wǎng)關接入終端數(shù)量最終還是與網(wǎng)關信道數(shù)量、終端發(fā)包頻率、發(fā)包字節(jié)數(shù)和擴頻因子息息相關。一般2000個左右。
LoRa終端(Node)
1.LoRa終端是LoRa網(wǎng)絡的組成部分,一般由LoRa模塊和傳感器等器件組成。
2.LoRa終端可使用電池供電,能夠遠程定位。
3.通過增加私有的協(xié)議,可以支持Node到Node間的通信。目前主要用在小區(qū)流動抄表(抄表儀也是Node,不經(jīng)網(wǎng)關,費電,但一月一次)。

LoRa無線通信技術優(yōu)劣勢

LoRa技術特點
一:抗干擾
抗干擾:LoRa無線技術是一種特殊的擴頻技術,通過使用高擴頻因子,LoRa 技術可將小容量數(shù)據(jù)通過大范圍的無線電頻譜傳輸出去,即便使用相同的頻率同時發(fā)送信號到主機上也不會相互干擾,解決了無線技術容易受干擾的老毛病。
二:傳輸距離遠
傳輸距離遠:LoRa 可解調(diào)一個信號,其信噪比-20dB,相比調(diào)頻制式最優(yōu)的調(diào)頻方式FSK還高出了30dB,這相當于范圍和距離擴大了很多倍。在戶外環(huán)境下,6dB 的差距就可以實現(xiàn)2 倍于原來的傳輸距離,30dB 相當于在 FSK的基礎上實現(xiàn)了5倍的距離。
三:穿透力更強
LoRa 使用的傳輸頻率433mhz 或868mhz,穿墻能力強。
四:安全性極高
安全性極高:LoRa模塊在無線通訊技術方面安全性極高,采用的是嵌入式點對點 AES-128 數(shù)據(jù)加密技術,解決了智能鎖 與網(wǎng)關之間傳輸?shù)陌踩詥栴}?!癓oRa 終端+LoRa 風頭”成為物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模推廣應用的一種理想的技術選擇。
五:低功耗
低功耗:LoRa模塊無線通訊協(xié)議技術,其接收電流僅10mA,睡眠電流<200nA,這大大延長了電池的使用壽命,極大程度上 降低了電池供電設備的功耗。缺點就是貴了點。
LORA整合了數(shù)字擴頻、數(shù)字信號處理和前身糾錯編碼技術,擁有前所未有的性能,采用的是點對點的星型通信方式,實現(xiàn)遠距離傳輸,無需網(wǎng)絡中繼器傳輸距離,即智能配件直接可與智能中控主機互聯(lián)互能,不需要中間大量的節(jié)點來轉(zhuǎn)達,因此通過對比,LoRa 技術很加適合于低成本大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)部署。