LoRa組網(wǎng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用領(lǐng)域

LoRa是一種低功耗遠(yuǎn)程無線通信技術(shù),它是由法國一家公司Cycleo研發(fā)一種創(chuàng)新的半導(dǎo)體技術(shù)-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(gè)LoRa技術(shù),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(luò)主要由終端(內(nèi)置LoRa模塊)、網(wǎng)關(guān)(或稱基站)、服務(wù)器和云四部分組成，應(yīng)用數(shù)據(jù)可雙向傳輸，如下圖：

　　LoRa終端

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

　　在部署LoRa物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用時(shí)，需要有較強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)，尤其是LoRaWAN協(xié)議，設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品系統(tǒng)，仍有一定的技術(shù)門檻。聚英電子作為物聯(lián)網(wǎng)通信領(lǐng)航者，深入研發(fā)和創(chuàng)新，推出基于LoRa技術(shù)的低功耗終端，主要應(yīng)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(lǐng)域。

LoRa為什么功耗低？

　　LoRa之所以功耗比NB-IoT低，是因?yàn)闃O少發(fā)射數(shù)據(jù)。

　　就像兩個(gè)人相距100米站著，你對(duì)別人喊話的時(shí)候要扯著嗓子吼，聽的時(shí)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(luò)傳輸也一樣，發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候比接收數(shù)據(jù)的時(shí)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(nèi)部的上行和下行。

　　NB就像兩個(gè)人對(duì)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(gè)人約定好時(shí)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(shè)備端主動(dòng)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(gè)過程中就需要設(shè)備端發(fā)射數(shù)據(jù)出去。

　　而LoRa不需要這一步，LoRa會(huì)和基站約定一個(gè)時(shí)間窗口，時(shí)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(zhǔn)不準(zhǔn)，就很關(guān)鍵了。于是LoRa終端和基站需要定期“對(duì)時(shí)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(gè)反饋信息。

　　LoRa典型應(yīng)用領(lǐng)域

　　LoRa技術(shù)因?yàn)槠涞凸?、深度覆蓋、容易部署等優(yōu)勢(shì)使得其非常適用于要求功耗低、距離遠(yuǎn)、大量連接以及定位跟蹤等的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(yīng)用和領(lǐng)域。

　　一、智能農(nóng)業(yè)，對(duì)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(shí)候就需要使用溫濕度、二氧化碳、鹽堿度等傳感器來對(duì)農(nóng)作物以及農(nóng)產(chǎn)品的生長環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，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(yuǎn)農(nóng)場(chǎng)牧場(chǎng)都并沒有覆蓋蜂窩網(wǎng)絡(luò)，更不用說4G/LTE了，這時(shí)候使用LoRa技術(shù)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(yuǎn)程管理了

　　二、自動(dòng)化工廠，工廠采用LoRa的網(wǎng)關(guān)或者基站進(jìn)行信號(hào)覆蓋，并且在工廠各個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)安裝LoRa模塊，這樣就可以對(duì)生產(chǎn)時(shí)候的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)采集傳輸，再通過云平臺(tái)或者私有平臺(tái)將數(shù)據(jù)進(jìn)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(duì)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(dá)，數(shù)據(jù)回傳，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)做到好的管理，通過煙霧傳感器、灰塵檢測(cè)器即可對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行更好的把控、同時(shí)還可以使用振弦等傳感器來進(jìn)行建筑物的管理等

　　四、報(bào)警系統(tǒng)，使用LoRa與傳感器的結(jié)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(jìn)行連接，可靈活布置終端報(bào)警點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域報(bào)警，遭遇問題可以快速上報(bào)，適合在不便于施工的歷史建筑還有臨時(shí)大型活動(dòng)場(chǎng)所檢測(cè)等場(chǎng)景。

　　五、停車管理，針對(duì)停車收費(fèi)、信息反饋不及時(shí)等管理問題，通過LoRa物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在停車位上布設(shè)LoRa傳感器，實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)測(cè)量的感知設(shè)備，諸如安裝在油氣水井、管道、油氣處理、加工、儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備上的各種儀表等信息傳感設(shè)備，將傳感器采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡髽I(yè)服務(wù)中心和云平臺(tái)，以實(shí)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(luò)時(shí)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(yùn)公司需要的是參與整個(gè)物流過程的設(shè)施均處于網(wǎng)絡(luò)覆蓋下，那么不僅要求網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)足夠經(jīng)濟(jì)性以便于大范圍鋪設(shè)，而且擁有機(jī)動(dòng)性使其可以安裝在運(yùn)輸工具上作為一個(gè)移動(dòng)網(wǎng)關(guān)。LoRa低成本，高電池壽命，高機(jī)動(dòng)性，以及在高速移動(dòng)時(shí)通信的穩(wěn)定性使得其能夠在智能物流領(lǐng)域獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。