LoRa物联网技术解析

  Lora技术基础与特点

  1.LoRa是一种低功耗广域网通信(LPWAN)技术中的一种,是Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输技术。比sigfox的FSK技术更加灵敏,传送距离更远,更节能。

  2.LoRa是物理层(PHY)协议,能被应用在几乎所有的网络技术中。

  3.LoRa主要在全球免费频段运行,频率范围从137MHz-1050MHz,常见的主要是433MHz、868MHz、915MHz等

  4.LoRa(远程)扩频技术,可解调低于-20dB的噪声。确保了高灵敏度、可靠的网络连接,同时提高了网络效率并消除了干扰。

  5.LoRa无需再借助中继器,极大地简化了系统设计并降低了总部署成本。

  6.相较于3G和4G蜂窝网络,LoRa技术对嵌入式应用而言可扩展性更强,性价比更高。

  LoRaWAN组网

  LoRaWAN是 LoRa联盟推出的基于开源的MAC层协议的低功耗广域网标准,为MAC层及之上,主要增加了GateWay和LoRa Server,便于远程集中式控制。是一种典型的星形拓扑结构,在这个网络架构中,LoRa网关是一个透明传输的中继,连接终端设备和后端中央服务器。网关与服务器间通过标准IP连接,终端设备采用单跳与一个或多个网关通信。所有的节点与网关间均是双向通信,同时也支持云端升级等操作以减少云端通讯时间。

  LoRa Server

  1.提供接入控制

  符合LoRaWAN标准的模块、网关均能接入LoRa网络,但是互联互通存在一个鉴权的过程,目前鉴权在Server上完成。

  2.数据传输与管理

  Server作为网关与云端的协议处理器,能实现“网关—Server—云”间数据的双向传输、多次加密(以确保传输的安全性),并能进行传输流量统计、传输状态监测。

  3.网关管理与配置

  对网关进行频点配置、网关状态信息上报等,多个网关可连接到同一个LoRaWAN Server中,Server能将接收到的重复信号进行鉴别,剔出无效的数据,并选择最有效的下行网关,将“响应”高效地发送到模块终端。

  4.终端节点管理与配置

  Server能识别不同终端节点,对节点做出允许接入/拒绝接入响应,并能空中激活终端节点( Over-the-Air Activation )

  Server能实现终端速率自适应(ADR)与漫游(即支持终端在不同网关覆盖范围内自由移动)。

  5.云平台通信

  Server端能进行数据格式转换与数据转发,以满足不同云平台间数据共享或传输的要求。与云平台实现计费管理,用户管理,流量控制,数据存储,大数据分析, 数据可视化等功能。

  LoRa网关(Gateway),或称为 LoRa 基站

  1.位处LoRa星形网络的核心位置,是终端和服务器(Server)间的信息桥梁,是多信道的收发机。

  2.网关与网络服务器间通过标准IP进行连接,终端通过单跳与一个或多个网关进行通讯。

  3.网关容量:在一定时间内网关接收数据包数量的能力,网关接入终端数量最终还是与网关信道数量、终端发包频率、发包字节数和扩频因子息息相关。一般2000个左右。

  LoRa终端(Node)

  1.LoRa终端是LoRa网络的组成部分,一般由LoRa模块和传感器等器件组成。

  2.LoRa终端可使用电池供电,能够远程定位。

  3.通过增加私有的协议,可以支持Node到Node间的通信。目前主要用在小区流动抄表(抄表仪也是Node,不经网关,费电,但一月一次)。

  LoRa技术优劣势

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