深入了解物聯(lián)網(wǎng)，從LoRa開始
發(fā)布日期:2025-03-04
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LPWA目前包含多種技術(shù)，如 LoRa 、 Sigfox 、Weightless和NB-IoT等，其中 LoRa 從2013年開始進(jìn)入中國，預(yù)計今年 Semtech 的SX1278 LoRa 芯片在中國的出貨量將超過1000萬片。因此，這個金秋10月就讓我們一起來了解 LoRa 。
物聯(lián)網(wǎng)連接存在挑戰(zhàn)，催生LPWAN 目前物 聯(lián)網(wǎng)連接的應(yīng)用場合存在幾個痛點：
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)用場合并沒有持續(xù)電力供應(yīng)的條件，比如地磁傳感器、自來水表。
主流無線通信方式對比
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的無線技術(shù)，除運營商廣域網(wǎng)的GPRS、3G/4G以外，還有局域網(wǎng)短距離的ZigBee、Wi-Fi、藍(lán)牙。雖然這些無線技術(shù)本身已經(jīng)成熟，但是優(yōu)缺點也都非常明顯，長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)在這個背景下應(yīng)運而生，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。LPWA目前也包含多種技術(shù)，如 LoRa 、 Sigfox 、Weightless和NB-IoT等，其中 LoRa 從2013年開始進(jìn)入中國，預(yù)計今年 Semtech 的SX1278 LoRa 芯片在中國的出貨量將超過1000萬片。因此，這個金秋10月就讓我們一起來了解 LoRa 。
LoRa 讓距離 與功耗不再是問題
LoRa 是一種相比經(jīng)典FSK技術(shù)覆蓋半徑增加3-5倍的增強無線傳輸技術(shù)， LoRa 調(diào)制解調(diào)技術(shù)在不改變發(fā)射功率的前提下，明顯提升了無線傳輸距離（即增加鏈路預(yù)算，或者接收靈敏度）。
LoRa vs 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，也就是說節(jié)點可以根據(jù)具體應(yīng)用場景需求進(jìn)行或長或短的睡眠，而GPRS、3G/4G同步協(xié)議的節(jié)點必須定期地聯(lián)網(wǎng)同步，這減少 電池壽命第一推手。GSMA對不同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。 LoRa 在覆蓋和 功耗均 表現(xiàn)優(yōu)秀 LoRa 適用于哪些應(yīng)用場景？ LoRa 最突出的特點就是長距離，突破以前需要中繼才能解決的覆蓋場景，或者同時要求功耗很低，需要電池供電。比如：
①無線抄表，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無線報警器（煙霧探測器、熱釋紅外）；
④遠(yuǎn)程I/O控制器（燈光控制、空調(diào)控制）；
⑤無線RS-485/Modbus轉(zhuǎn)換器； LoRa 相對經(jīng)典FSK 433MHz技術(shù)相比有什么獨特優(yōu)勢？
①通信距離：距離增加3-5倍這是最直觀的感受，原來433MHz小無線產(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，而且支持自動隨機跳頻通信，以抵抗瞬間干擾的可能。相比傳統(tǒng)433MHz芯片定頻通信來說，不但可靠性提高，而且對頻點占用時間少，對外界干擾更少，意味著對通信信道使用更加合理。
LoRa無線通信網(wǎng)關(guān)通信頻率是否授權(quán)？
根據(jù)國家工信部文件《信部無[2005]423號》，LoRaWAN™可以免費使用微功率無線通信頻率范圍：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)時間不能超過5000ms
掃描關(guān)注公眾號
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