LoRa組網(wǎng)結構及應用領域

LoRa是一種低功耗遠程無線通信技術,它是由法國一家公司Cycleo研發(fā)一種創(chuàng)新的半導體技術-LoRa,后面被美國一家公司Semtech(升特)收購，后續(xù)由Semtech公司基于這個LoRa技術,開發(fā)一種套LoRa通信芯片解決方案. LoRa后續(xù)通過LoRa聯(lián)盟來開始覆蓋推廣普及。
LoRa網(wǎng)絡主要由終端(內置LoRa模塊)、網(wǎng)關(或稱基站)、服務器和云四部分組成，應用數(shù)據(jù)可雙向傳輸，如下圖：

　　LoRa終端

　　LoRa終端是LoRa網(wǎng)絡的組成部分，一般由LoRa模塊、LoRa網(wǎng)關和傳感器等器件組成。LoRa終端可使用電池供電，能夠遠程定位。每一個符合LoRaWAN協(xié)議的終端都能與符合LoRaWAN的網(wǎng)關直接通訊，從而實現(xiàn)互聯(lián)互通。

　　在部署LoRa物聯(lián)網(wǎng)應用時，需要有較強的技術基礎，尤其是LoRaWAN協(xié)議，設計一個穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品系統(tǒng)，仍有一定的技術門檻。聚英電子作為物聯(lián)網(wǎng)通信領航者，深入研發(fā)和創(chuàng)新，推出基于LoRa技術的低功耗終端，主要應用在智能抄表、智能停車、智慧農(nóng)業(yè)、智能安防、智慧路燈等領域。

LoRa為什么功耗低？

　　LoRa之所以功耗比NB-IoT低，是因為極少發(fā)射數(shù)據(jù)。

　　就像兩個人相距100米站著，你對別人喊話的時候要扯著嗓子吼，聽的時候只需要靜靜地聽，喊話的肯定比聽話的累多了。

　　無線網(wǎng)絡傳輸也一樣，發(fā)送數(shù)據(jù)的時候比接收數(shù)據(jù)的時候功耗大得多。例如LoRa發(fā)射的工作電流超過100mA，接收的工作電流僅10mA。

　　這里講的發(fā)射和和接收，不只是數(shù)據(jù)的上行和下行，還包括了“心跳包”內部的上行和下行。

　　NB就像兩個人對話：一人說“告訴你一件事情，xxx”，另一人回答“好的，我聽到了”。雙方都在說話（發(fā)射數(shù)據(jù)）。

　　而LoRa就像兩個人約定好時間，一人說“告訴你一件事情，xxx”，另一人只聽，但不吭聲。

　　NB-IoT和2G 4G一樣，是設備端主動去詢問基站，問“我在線，你有沒有需要發(fā)給我的數(shù)據(jù)？” 這個過程中就需要設備端發(fā)射數(shù)據(jù)出去。

　　而LoRa不需要這一步，LoRa會和基站約定一個時間窗口，時間一到，基站只管說，終端只管聽。這就是LoRa功耗低的核心原因。

　　雙方都約定“10分鐘后”開始溝通，雙方各自的手表準不準，就很關鍵了。于是LoRa終端和基站需要定期“對時間”。

　　基站“講話”了，終端有沒有“聽到”？如果基站需要知道終端有沒有收到下行信息，就需要終端上行一個反饋信息。

　　LoRa典型應用領域

　　LoRa技術因為其低功耗、深度覆蓋、容易部署等優(yōu)勢使得其非常適用于要求功耗低、距離遠、大量連接以及定位跟蹤等的物聯(lián)網(wǎng)應用，如智能抄表、智能停車、車輛追蹤、寵物跟蹤、智慧農(nóng)業(yè)、智慧工業(yè)、智慧城市、智慧油田、智慧社區(qū)等等應用和領域。

　　一、智能農(nóng)業(yè)，對于智能農(nóng)業(yè)，節(jié)約成本，了解農(nóng)作物生長是十分有必要的，這時候就需要使用溫濕度、二氧化碳、鹽堿度等傳感器來對農(nóng)作物以及農(nóng)產(chǎn)品的生長環(huán)境進行檢測，了解農(nóng)作物的灌溉以及生長情況，降低水資源和光資源的消耗，很多偏遠農(nóng)場牧場都并沒有覆蓋蜂窩網(wǎng)絡，更不用說4G/LTE了，這時候使用LoRa技術搭建私有物聯(lián)網(wǎng)就可以將農(nóng)作物的數(shù)據(jù)定期上傳，做到遠程管理了

　　二、自動化工廠，工廠采用LoRa的網(wǎng)關或者基站進行信號覆蓋，并且在工廠各個數(shù)據(jù)采集節(jié)點安裝LoRa模塊，這樣就可以對生產(chǎn)時候的數(shù)據(jù)進行動態(tài)采集傳輸，再通過云平臺或者私有平臺將數(shù)據(jù)進行分析和優(yōu)化，展現(xiàn)在生產(chǎn)管理人員的面前。

　　三、建筑行業(yè)，對于建筑行業(yè)來說，安全、環(huán)境、流程、物體狀態(tài)等數(shù)據(jù)情況都是十分重要的，比如安傳物聯(lián)生產(chǎn)的LoRa智能腕表，佩戴在工人手上，即可向工人做到指令下達，數(shù)據(jù)回傳，對施工現(xiàn)場做到好的管理，通過煙霧傳感器、灰塵檢測器即可對施工環(huán)境進行更好的把控、同時還可以使用振弦等傳感器來進行建筑物的管理等

　　四、報警系統(tǒng)，使用LoRa與傳感器的結合可以將各種智能終端(溫濕度、煙霧、水浸、有害氣體等傳感器)進行連接，可靈活布置終端報警點，實現(xiàn)區(qū)域報警，遭遇問題可以快速上報，適合在不便于施工的歷史建筑還有臨時大型活動場所檢測等場景。

　　五、停車管理，針對停車收費、信息反饋不及時等管理問題，通過LoRa物聯(lián)網(wǎng)技術，在停車位上布設LoRa傳感器，實時監(jiān)控車位狀況，全面管控車位使用情況。

六、智慧油田，利用各種在線的、實時測量的感知設備，諸如安裝在油氣水井、管道、油氣處理、加工、儲運設備上的各種儀表等信息傳感設備，將傳感器采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡髽I(yè)服務中心和云平臺，以實現(xiàn)智能化管理。

七、智慧物流，物流行業(yè)涉及的地域范圍非常廣闊，因此在選擇網(wǎng)絡時首先考慮的是低投入與高工作壽命。為了能夠跟蹤卡板以及確定貨物的位置與狀態(tài)，貨運公司需要的是參與整個物流過程的設施均處于網(wǎng)絡覆蓋下，那么不僅要求網(wǎng)絡節(jié)點足夠經(jīng)濟性以便于大范圍鋪設，而且擁有機動性使其可以安裝在運輸工具上作為一個移動網(wǎng)關。LoRa低成本，高電池壽命，高機動性，以及在高速移動時通信的穩(wěn)定性使得其能夠在智能物流領域獨領風騷。