关于 LoRa 您需要了解的事情 – 您将从我们这里看到的东西

Minew 十月. 30. 2024
目录

    抽象的

    LoRa是低功耗广域物联网无线网络的全新解决方案. LoRa 芯片组将传感器连接到云端, 实现实时数据和分析连接,可用于提高效率和生产. LoRa 设备提供智能物联网应用程序,可解决地球上一些最紧迫的问题, 包括能源管理, 自然资源保护, 污染控制, 和基础设施效率. 例如, 室外工业园区需要大规模连接,会面临线缆布局的问题. 具有LoRaWAN技术的优势之一, 它具有以公里为单位的大覆盖范围, 这减少了电缆的密度和物联网设备的部署. Lorawan设备 与其他网络相比,高度低成本, 终端设备无线电也是低成本的. LoRaWan可广泛应用于空气污染监测, 农业加工, 动物追踪, 火灾探测, 车队追踪, 家庭安全, 和工业温度监控.

    LoRa Technology

    LoRaWAN 开放规范是一种低功耗, 广域网 (低功耗广域网) 基于 Semtech 的 LoRa 设备的标准,该设备利用了工业领域中未经许可的无线电波, 科学的, 和医疗 (主义) 乐队. LoRa 联盟®, 非营利组织和快速发展的技术联盟, 负责LoRaWAN标准的标准化和全球协调. LoRaWAN 标准提供了一种高效的, 灵活的, 并以经济高效的方式解决农村和室内使用案例中的现实问题,其中 细胞的, Wi-Fi, 和 蓝牙低功耗 (低功耗蓝牙) 网络不达标. LoRa 设备和 LoRaWAN 标准可在各种关键领域实现广泛的应用, 包括智慧农业, 建筑物, 城市, 环境, 卫生保健, 住房, 工业控制, 供应链, 和物流, 公用事业, 公共安全及其他.

    什么是 LPWAN 及其速度?

    LoRa™ 是一种用于 LPWAN 的射频调制技术, 但在我们讨论 LoRa 是什么之前, 我们需要谈谈 LPWAN. 低功耗广域网 (低功耗广域网), 也称为 LPWA (低功耗广域), 或LPN (低功耗网络, 低功耗网络), 是一种电池供电的传感器物联网无线网络,可以以低比特率进行长距离通信. 低功耗要求, 低比特率, 和使用时机可用于区分 LPWAN 和无线 WAN, 旨在连接企业或用户, 传输更多数据,但也会消耗更多电量. LPWAN各通道传输速率比较慢, 比 Zigbee 和 NB-IoT 慢, 它是介于 0.3 千比特/秒和 50 千比特/秒. LPWAN可用于构建私有无线传感器网络, 但它也可以是第三方提供的服务或基础设施, 允许传感器所有者直接部署传感器,而无需投资网关设备建设.

    什么是洛拉?

    LoRa是Semtech开发的LPWAN协议, 提供远程通信: 最多 3 英里 (5 公里) 在城市地区和 10 英里 (15 公里) 或更多农村地区 (视线). 其他 LPWAN 协议包括 Sigfox 和 Weightless. LoRa基于源自线性调频扩频的扩频调制技术 (CSS) 技术. 它最初是由格勒诺布尔的 Cycleo 开发的, 法国, 后来被 Semtech 收购, LoRa联盟创始成员. 与其他物联网网络相比, LoRa有五个特点, 远距离, 低数据速率, 电池寿命长, 低成本, 和高容量. 基于 LoRa 的解决方案的一个关键特性是超低功耗要求, 它允许创建电池供电的设备,可持续使用长达 10 年. 基于开放LoRa协议的网络采用星型拓扑部署,非常适合需要在许多低功耗设备和收集少量数据的设备之间进行远距离或深度室内通信的应用.

    LoRa的优势包括但不限于远距离, 室内深度覆盖, 易于扩展的星形拓扑设计, 电池寿命长, 高容量, 低成本, 室内外精准定位, 和加密安全.

    三者的区别

    低功耗广域网

    LPWAN是一种连接低带宽的无线广域网技术, 长距离低比特率的电池供电物联网设备. 构建 LPWAN 网络有多种可能性, 但 LoRaWAN 和 NB-IoT 技术增长最快,未来几年将拥有最高的 LPWA 市场份额.

    洛拉万

    洛拉万 指定网络的通信协议和系统体系结构, 而LoRa物理层允许长距离通信链路. 协议和网络架构对电池寿命影响最大, 网络容量, 服务质量, 安全, 以及网络提供的应用范围.

    洛拉

    LoRa 是一种使用线性调频的无线电信号传输技术, 多符号数据来传达信息. 本质上, 它们是普通的 ISM 频段无线电芯片,可以使用 LoRa 将无线电频率转换为比特 (或其他调制类型,例如 FSK) 无需编码. LoRa技术是一种较低层的物理层技术,可用于广域通信以外的多种应用.

    LoRaWAN网络架构

    LoRaWAN定义了通信协议和系统架构. LoRa物理层支持长距离通信链路. 协议和网络架构配对确定节点电池寿命, 网络容量, 服务质量, 安全, 以及网络服务的各种应用程序.

    LoRaWAN扩频调制方法是线性调频扩频的一种变体. LoRaWAN物理层可以与任何MAC层结合使用; 然而, LoRa 是当前建议的 MAC,它以简单的星形拓扑运行网络. Windows 在预定时间网关和信标用于同步终端设备的时间. 具有最大接收槽位的终端设备: 因为这些节点一直在监听, 它们不适合电池供电操作. 在某些情况下, 带有供电且功能强大的网关设备的星形网络是一种选择.

    许多现有网络都采用网状网络架构. 网状网络中的各个终端节点传输来自其他节点的信息,以扩展网络的通信范围和小区大小. 虽然这提高了射程, 它还增加了复杂性, 限制网络容量, 并缩短电池寿命,因为节点从可能与它们无关的其他节点接收和转发数据. 当可以进行远程连接时, 长距离星形设计对于维持电池寿命最有意义.

    LoRaWAN 网络中的节点不链接到单个网关. 反而, 一个节点发送的数据通常会经过多个网关接收. 通过一些回程, 每个网关将从端节点接收到的数据包转发到基于云的网络服务器 (要么蜂窝, 以太网, 卫星, 或无线网络).

    LoRa

    网络服务器接收智能和复杂性并维护网络, 过滤冗余接收的数据包, 进行安全检查, 通过最佳网关安排确认, 并执行自适应数据速率, 除其他事项外. 如果节点是移动的或正在移动,则不需要从网关到网关的切换, 这是资产监控应用的一个重要特征——物联网的一个重要目标应用领域.

    电池效率和功耗

    LoRaWAN 网络上的电池寿命看起来非常有前景. 它的节点是异步的, 仅当有数据要广播时才进行通信, 无论是事件驱动的还是有计划的. 阿罗哈技巧是这种沟通方式的名称. 网状网络或同步网络(如蜂窝网络)中的节点必须频繁“唤醒”’ 与网络同步并检查消息. 这种同步会消耗大量能量,是电池寿命缩短的主要原因. GSMA 最近对 LPWAN 市场的不同技术进行了研究和比较, LoRaWAN 的性能优于所有其他技术替代方案 3 到 5 次.

    网络容量

    LoRaWAN 网络上的网络容量可以非常灵活地扩展. 网关必须能够接受来自大量节点的消息,以使远程星形网络可行. 在 LoRaWAN 网络中, 高网络容量是通过在网关中使用自适应数据速率和多通道多调制解调器收发器来实现的, 允许在多个渠道上同时发送消息. 并发通道数, 数据速率 (播出时间), 有效载荷长度, 节点广播的频率包括影响容量的所有重要因素. 因为 LoRa® 是扩频调制, 当使用不同的扩频因子时, 信号几乎彼此正交. 有效数据速率根据扩频因子而变化. 网关利用这一特性,能够在同一通道上同时接收多种数据速度. 具有良好链路且邻近网关的节点无需不断利用最低数据速率并使用可用频谱超过必要的时间. 通过提高数据速率, 花在空中的时间减少, 为其他节点提供更多潜在的广播空间. 自适应数据速率还可以延长节点电池的寿命. 具有适当下行链路容量的对称上行链路和下行链路对于自适应数据速率发挥作用是必要的. 这些属性使 LoRaWAN 网络具有高吞吐量,同时还使其可扩展. 可以用很少的设备建立网络, 如果需要容量, 可以添加更多网关, 提高数据速率, 最大限度地减少对其他网关的无意监听, 容量增加 6-8 倍. 由于限制下行带宽或使下行范围与上行范围不相等的技术权衡, 其他 LPWAN 选项缺乏 LoRaWAN 的可扩展性.

    节点类

    终端设备有多种用途并且有不同的需求. LoRa 使用多种设备类别来优化一系列最终应用特性. 设备类别在网络下行链路通信延迟和电池寿命之间进行权衡. 下行链路通信延迟在控制或执行器类型应用中至关重要.

    双向终端设备 (A级): A 类终端设备提供双向通信, 每个终端上行链路设备的传输后跟两个下行链路传输. 下行链路接收窗口很短. 终端设备根据自身的通信需求来调度传输时隙, 取决于时间的随机选择基础,有一点差异 (ALOHA 类型的协议). 此 A 级程序使用最少的电量. 终端设备系统,适用于在终端设备向服务器进行上行链路传输后仅需要下行链路通信的应用程序 下行链路. 其他任何时间, 来自服务器的消息必须等到下一个计划的上行链路.

    具有计划接收槽的双向终端设备 (B级): 除了A类随机接收窗口, B 类设备在预定周期打开额外的接收窗口. 终端设备从网关获取时间同步信号,以便在规定时间打开其接收窗口. 当终端设备正在侦听时,这会通知服务器.

    双向具有最大接收槽位的终端设备 (C级): C 类终端设备实际上具有连续打开的接收窗口,仅在发送时关闭.

    安全

    对于任何 LPWAN 来说,集成安全性至关重要. LoRaWAN 有两个安全层: 一种用于网络,一种用于应用程序. 网络层安全确保网络中的节点是合法的, 而应用程序层的安全性确保网络运营商无法访问最终用户的应用程序数据. 密钥交换采用AES加密和指定标识. 每种技术都需要权衡, 但LoRa在网络设计上的特点, 设备类别, 安全, 容量的可扩展性, 和移动性优化涵盖了最广泛的物联网应用.

    LoRa 仍然是一个强大的玩家

    全面的, LoRa 无线电比典型的物联网无线电具有更大的通信范围,同时节能. 此外, 这些收音机具有迷人的特性, 非侵入式传输, 例如. 正如已经说明的那样, LoRa 无线电可以部署在使用多种布局的更广泛的网络中. 因此, LoRa 的解决方案是构建常见物联网应用程序的一个有趣的选择. 它提供了一个非常有竞争力的解决方案,具有许多优势,为光明的未来铺平了道路.

    Minew即将推出LoRaWAN技术产品组合

    物联网不断扩展并变得更加流行. Minew, 领先的物联网智能设备设计和制造商, 致力于新领域更多的创意可能性,通过不同的网络丰富我们的产品组合. Minew 目前正在开发处于开发阶段的 LoRa 和蓝牙产品. 技术条款尚未确认和公布, 然而, 它最有可能以卡片或其他形式发布. 您可以期待我们的公告. 同时支持 LoRa 和蓝牙, 它将两个世界的优点结合在一起, 提供前所未有的可能性. 业绩预计可期. 请继续关注即将推出的更多内容.

    下一个: 现在重要的是 – 新的智能家居标准
    上一篇: 银行业信标技术解决方案