無線通信中LoRa技術(shù)特點

　　LoRa無線技術(shù)是目前眾多無線技術(shù)的一種，它消耗較低，節(jié)點多，傳輸距離也是非常令人滿意。Lora采用線性調(diào)頻和擴頻調(diào)制技術(shù)，在同頻發(fā)射的情況下也不會互相干擾，因此 LoRa技術(shù)在各行各業(yè)收到廣大歡迎。

　　LoRa物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議

　　2012年，Semtech以500萬美元收購了法國Cycleo SAS，從而收購了LoRa 無線技術(shù)。

　　調(diào)制解調(diào)器在處理LoRa信息時可以對Chirp信號進行濾波，從而獲得額外的處理增益，提高接收靈敏度。為了“鎖定”LoRa信號，需要發(fā)送一個長的“恒定Chirp”信號。這就是LoRa獨特之處，它使用較低價格的芯片和晶體就可以用來實現(xiàn)非常高的接收靈敏度。

　　這個前導(dǎo)信號可以設(shè)置為可變數(shù)目的“符號”，即Chipr的數(shù)目?？梢韵胂?，不同的LoRa發(fā)射器的前導(dǎo)信號之間沒有選擇性，但是LoRa解調(diào)器可以監(jiān)聽恒定的Chirp信號(無論它是否來自預(yù)定的系統(tǒng))。一個LoRa接收系統(tǒng)在面對常規(guī)的功率干擾和LoRa干擾時的抗干擾性能是非常重要的，這也是Symphony Link的關(guān)鍵技術(shù)。

　　一旦LoRa modem被“鎖定”到前導(dǎo)碼，前導(dǎo)碼的末端由圖中所示的“反向Chirp”發(fā)出。然后開始數(shù)據(jù)傳輸，它有一系列的“符號”，這些符號的功能與M-ARY FSaK符號很相似，但發(fā)生在Chirp上，見下圖。

　　LoRa的另一個強大特性是能夠解調(diào)多個“正交”或同時的同頻信號，只要它們具有不同的Chirp變化率。在數(shù)據(jù)表中，LoRa Chirp變化率稱為擴頻因子(Spread Factor)。擴頻因子越高，Chirp變化越慢。Semtech的SX1301芯片支持這一特性，能夠同時解碼許多同時的LoRa Chirp。此功能使創(chuàng)建大型網(wǎng)絡(luò)成為可能。

　　LoRa特點

　　LoRa聯(lián)盟成立于2015年，旨在標(biāo)準(zhǔn)化LoRaMAC的功能。LoRa聯(lián)盟開發(fā)了LoRaWAN協(xié)議，允許移動網(wǎng)絡(luò)運營商使用未經(jīng)授權(quán)的頻譜與網(wǎng)絡(luò)中的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進行通信。

　　LoRaWAN是一種多訪問協(xié)議的服務(wù)器端實現(xiàn)，旨在減少與大量端點的沖突。需要一個服務(wù)器應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)連接上運行MAC功能;

　　LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通常采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中網(wǎng)關(guān)是在終端設(shè)備和后端中央網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間中繼消息的透明橋;

　　客戶端邏輯內(nèi)置于web服務(wù)器中;

　　它主要是為具有多個端點的僅上行應(yīng)用程序設(shè)計的，或者只需要少量下行消息的應(yīng)用程序(受應(yīng)用程序或端點數(shù)量的限制);

　　同一網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)需要同步;

　　終端設(shè)備和網(wǎng)關(guān)之間的通信分布在不同的頻率和數(shù)據(jù)速率上。傳輸距離和數(shù)據(jù)速率之間需要權(quán)衡(也就是說，傳輸距離越遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)速率越低);

　　許多行業(yè)正在利用開放的LoRaWAN物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，包括農(nóng)業(yè)(用于灌溉/水位監(jiān)測和蟲害控制)、公用事業(yè)(用于智能電表、照明和能源管理場景)和建筑施工(用于建筑門窗傳感器和建筑結(jié)構(gòu)健康應(yīng)用)。

　　LoRa無線技術(shù)的特點是什么?

　　節(jié)點數(shù)量：可以達(dá)到百萬個

　　數(shù)據(jù)速率0.3~50kbps

　　所使用的電池可以使用時間長：最高可以使用10年

　　LoRa無線技術(shù)的應(yīng)用到哪些地方?

　　LoRa無線技術(shù)在目前的市場上做的最多的還是透傳功能，LoRaWAN協(xié)議組網(wǎng)的開發(fā)以及使用者的水平要求偏高因此使用的頻率來說目前相對較少。

　　在使用lora無線技術(shù)我們需要注意什么?

　　網(wǎng)絡(luò)部署拓?fù)洳季挚筛鶕?jù)具體應(yīng)用和場景進行設(shè)計。一般情況下，無線距離范圍為1~2km。在城市中，數(shù)據(jù)量很小，Lora適用于低通信頻率。

　　從Lora行業(yè)從業(yè)人員的角度來看，許多電信運營商也參與其中。從Lora網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的角度來看，大型網(wǎng)絡(luò)和小型網(wǎng)絡(luò)的管理是指用戶自己的節(jié)點、網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器，需要統(tǒng)一協(xié)調(diào)的管理機制。隨著Lora設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的增加，這對通信頻譜的分配和管理提出了要求。

　　Lora信號對建筑物也有很強的穿透力。亞GHz頻段使遠(yuǎn)程通信更容易，功耗更低。它可以通過電池或其他能量收集方式供電?，F(xiàn)在的無線技術(shù)已經(jīng)很多了例如ZigBee，wifi等等，只有我們多種無線技術(shù)配合使用在我們實際項目和開發(fā)應(yīng)用中才能達(dá)到事倍功半的效果。

　　LoRa模塊的三個主要應(yīng)用場景：

　　無線抄表

　　LoRa模塊在無線抄表中的應(yīng)用主要是通過LoRa模塊連接電表采集數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)依次發(fā)送到網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)再將數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制中心，實現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表。其中，LoRa模組的低成本特性可以大面積推廣，有利于智慧城市的建設(shè)。

　　環(huán)境監(jiān)測

　　LoRa模塊用于環(huán)境監(jiān)測，主要是通過LoRa模塊連接各種傳感器來采集數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的人工監(jiān)測已經(jīng)不能滿足環(huán)境因素變化的影響，加裝LoRa模塊可以監(jiān)測溫度、風(fēng)速、水位等環(huán)境因素，并進行實時數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)低成本、遠(yuǎn)距離、低功耗的監(jiān)控環(huán)境。的目標(biāo)。

　　智慧農(nóng)業(yè)

　　LoRa模塊在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)節(jié)點的互聯(lián)互通、無通信成本、低功耗、低成本、傳輸距離遠(yuǎn)等特點，使其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到大規(guī)模應(yīng)用?，F(xiàn)實。例如在水質(zhì)、二氧化碳濃度、溫度、濕度、病蟲害等監(jiān)測中，采集到的設(shè)備信息可以通過LoRa模塊傳輸?shù)娇刂普{(diào)度中心，自動灌溉、自動噴灑等措施根據(jù)實時數(shù)據(jù)分析進行。

　　上述場景充分發(fā)揮了LoRa低功耗、遠(yuǎn)距離、多節(jié)點、低成本的特點。相信LoRa技術(shù)將以其卓越的性能和靈活的組網(wǎng)方式，在各行各業(yè)得到越來越多的應(yīng)用。