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物聯(lián)網(wǎng)(IOT/Internet of Things),是指將物與物的信息交互也接入到互聯(lián)網(wǎng)中來(lái),通過(guò)對(duì)具體事物進(jìn)行標(biāo)識(shí)、感知、信息傳遞和智能處理,在無(wú)需人工干預(yù)的條件下實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)測(cè)控制和管理,為人們提供智慧和簡(jiǎn)約的服務(wù)。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了人與人之間的無(wú)障礙信息傳遞,而借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),則可以真正實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián),因此,物聯(lián)網(wǎng)也被稱為下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
目前物聯(lián)網(wǎng)連接的應(yīng)用場(chǎng)合存在幾個(gè)痛點(diǎn):
①通信距離,大部分設(shè)備布局在復(fù)雜的建筑環(huán)境或者人員稀少的地方,傳統(tǒng)無(wú)線技術(shù)難以穿透或者抵達(dá);
②電池供電,很多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)合并沒(méi)有持續(xù)電力供應(yīng)的條件,比如地磁傳感器、自來(lái)水表。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的無(wú)線技術(shù),除運(yùn)營(yíng)商廣域網(wǎng)的GPRS、3G/4G以外,還有局域網(wǎng)短距離的ZigBee、Wi-Fi、藍(lán)牙。雖然這些無(wú)線技術(shù)本身已經(jīng)成熟,但是優(yōu)缺點(diǎn)也都非常明顯,長(zhǎng)距離和低功耗兩者之間只能二選一。LPWA(Low Power Wide Area)低功耗廣域技術(shù)在這個(gè)背景下應(yīng)運(yùn)而生,專為遠(yuǎn)距離、低帶寬、低功耗、大量連接的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)。LPWA目前包含多種技術(shù),如LoRa、Sigfox、Weightless和NB-IoT等,其中LoRa從2013年開(kāi)始進(jìn)入中國(guó),下面就讓我們一起來(lái)了解LoRa。

LoRa是一種相比經(jīng)典FSK技術(shù)覆蓋半徑增加3-5倍的增強(qiáng)無(wú)線傳輸技術(shù),LoRa調(diào)制解調(diào)技術(shù)在不改變發(fā)射功率的前提下,明顯提升了無(wú)線傳輸距離(即增加鏈路預(yù)算,或者接收靈敏度)。
LoRa對(duì)比FSK在密集城市環(huán)境下的傳輸距離
LoRaWAN?是一種異步的基于ALOHA的協(xié)議,也就是說(shuō)節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景需求進(jìn)行或長(zhǎng)或短的睡眠,而GPRS、3G/4G同步協(xié)議的節(jié)點(diǎn)必須定期地聯(lián)網(wǎng)同步,這減少電池壽命第一推手。GSMA對(duì)不同LPWA低功耗廣域技術(shù)進(jìn)行了比較,LoRaWAN?比其他蜂窩技術(shù)有3到5倍的功耗優(yōu)勢(shì)。LoRa在覆蓋和功耗均表現(xiàn)優(yōu)秀。
LoRa最突出的特點(diǎn)就是長(zhǎng)距離,突破以前需要中繼才能解決的覆蓋場(chǎng)景,或者同時(shí)要求功耗很低,需要電池供電。比如:
①無(wú)線抄表,比如:電表、水表、氣表、熱表等;
②緩慢變化物理量(溫度、水壓、PM2.5、地磁感應(yīng)器)超低功耗傳感器;
③無(wú)線報(bào)警器(煙霧探測(cè)器、熱釋紅外);
④遠(yuǎn)程I/O控制器(燈光控制、空調(diào)控制);⑤無(wú)線RS-485/’ target=’_blank’>RS-485/Modbus轉(zhuǎn)換器;
①通信距離:距離增加3-5倍這是最直觀的感受,原來(lái)433MHz小無(wú)線產(chǎn)品難以覆蓋的死角,LoRa可以完全覆蓋,這是用戶遇到433MHz通信不可靠的終極解決方案;
②LoRa解調(diào)技術(shù)可在噪聲下仍可正確解調(diào)數(shù)據(jù),并且靈敏度甚至可以達(dá)到的-148dBm;
③LoRa Modem本身具有優(yōu)異的抗干擾特性,而且支持自動(dòng)隨機(jī)跳頻通信,以抵抗瞬間干擾的可能。相比傳統(tǒng)433MHz芯片定頻通信來(lái)說(shuō),不但可靠性提高,而且對(duì)頻點(diǎn)占用時(shí)間少,對(duì)外界干擾更少,意味著對(duì)通信信道使用更加合理。
根據(jù)國(guó)家工信部文件《信部無(wú)[2005]423號(hào)》,LoRaWAN?可以免費(fèi)使用微功率無(wú)線通信頻率范圍:470-510MHz,但必須滿足以下條件:
①射頻發(fā)射功率EIRP(EffecTIve Isotropic Radiated Power)有效全向輻射功率 要小于50mW(或者+17dBm);
②發(fā)射持續(xù)時(shí)間不能超過(guò)5000ms。