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LoRa Basics无线通信技术和应用案例详解

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什么是LoRa Basics技术

LoRa Basics就是Semtech Corporation基于LoRaWAN协议推出软件构建模块。LoRa Basics提取常用的LoRaWAN®功能,即所有终端设备、网关或基于LoRaWAN解决方案的开发人员都必须实现的功能,并提供一组与规范兼容的、免费的、可提供支持的开源软件套件。该组构建模块代表了基于LoRaWAN的技术实现的最佳实践。这样开发人员就可以专注于开发其解决方案,同时以更低的成本、更快的将应用推向市场。LoRa BasicsLoRa联盟完全兼容,并支持开发人员及企业快速地开发其应用。

LoRa Basics协议简介

在软件架构层面,LoRa Basics与LoRaWAN的传输协议基本一致:

LoRa Basics与LoRaWAN传输协议架构层

在设备类别划分上,LoRa Basics与LoRaWAN协议有一些区别:

l Class A与LoRaWAN Class A 设备相同电池供电的传感器开关等

l Class C与LoRaWAN Class C 设备相同长供电的灯家电等

l Class D与LoRaWAN Class B 相似用于电池供电且具有下行唤醒功能的设备:如门锁、阀门等(采用异步长前导包唤醒模式)

l C could control C/DA could control C/D D could control C/D

LoRa Basics的信道规划,最少需要3个不同的信道(这里的信道指的是不同配置的频点、BW、SF的组合)

l F1上行信道

l F2:下行信道

l F3:唤醒信道;

同时还可以进行信道扩展:

l 多个网关模块可以支持多个F1

l 根据工作距离和延迟要求不同可以设置多给F2

l 根据省电或工作距离要求可以设置多个F3

LoRa Basics模块物联网应用案例图

LoRa Basics支持P2P通信,常见的两种控制模式:

l 通过网关控制LoRa Basics Station);

l 直接控制并告知网关Modem与Modem之间通信);

LoRa Basics支持两种控制模式,不过优先建议使用第二种,原因如下:

l 在没有网关的时候,该系统依然可以有效进行

l 具有更低的延迟特性

l 对上行的信道占用减小,信道容量也会增加

l 网关的负载减小

l 可以扩展F2a和F2b,来应对不同的需求,如更低的延迟或更好的覆盖范围,需要通过调整SF或BW实现

LoRa Basics模块无线通信控制模式


LoRa Basics中,还有一种比P2P更快捷高效的方案,那就是组控/群控。通过ACK的时隙进行回复和识别确认目标设备。当设备加入群组时,会被分配时隙号,当设备收到群控命令时,根据时隙号*△t进行延迟,再发送ACK。不同的群组,可以根据需求设定不同的信道组合。不仅仅是节点,网关也可以参与组控。

LoRa Basics物联网高效应用方案


下图为Class C的设备群控案例,对于Class D设备的组控是一样的,只是需要增加一个长前导。如果一个设备的ACK丢失,网关或者主控设备会通过P2P的方式进行再次确认。

LoRa Basics设备群控案例

五、LoRa Basics的关联产品

随着社会智能化、信息化的发展,LoRa的现有技术已经无法满足日新月异的技术更新需求,为了解决层出不穷的客户实际需要,LoRa在LoRa Basics的基础上衍生出了两款平台供客户开发使用。

① LoRa Basics 网关平台

LoRa Basics 网关平台是实现LoRa数据包转发器。LoRa 数据包转发器是在基于 LoRa 网关(带或不带 GPS)的主机上运行的程序。它通过安全的IP链路将集中器(上行链路)接收到的RF数据包转发到LoRaWAN网络服务器(LNS)。它还将 LNS(下行链路)通过同一安全 IP 发送的射频数据包传输到一个或多个设备。此外,它可以传输用于网络内时间协调设备的信标信号。这些信标可以在整个网络上以GPS同步传输。

相关开发平台有SX1302芯片平台,我们成都亿佰特提供了基于SX1302开发的E106系列模组:

l 470MHz频段:E106-470G27P2(详细参数,请点击查阅)

l 868MHz频段:E106-868G27P2(详细参数,请点击查阅)

l 915MHz频段:E106-915G27P2(详细参数,请点击查阅)

该系列使用Mini PCI-E标准接口封装,方便用户集成到自家网关设备。

LoRa Basics网关平台

② LoRa Basics 终端节点平台

LoRa Basics调制解调器产品可以基于LoRa的物联网(IoT)设备与Semtech的LoRa云服务进行通信。LoRa Basics调制解调器是一个开源软件库,它利用2.4GHz频段实现全球互操作性。LoRa Basics Modem-E提供与Semtech云服务的开箱即用集成,例如用于定位现场设备的地理位置功能。它使用sub-GHz频段,旨在支持欧盟和美国频率的LoRaWAN区域参数。

相关开发平台有LR1110、LR1120芯片平台,是一个集LoRa+GPS+WiFi2.4GHz通信的LoRa Basics Modems开发平台。GPS定位功能和WiFi定位功能,使得用户可以更好的进行资产管理。目前我们成都亿佰特正在针对LR1110、LR1120芯片平台研发相关模组,敬请关注我司官网或咨询销售人员。


https://www.wjx.cn/jq/84863372.aspx