LoRa和LoRaWAN作為低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)替代Sigfox等技術(shù)迅速引起全球關(guān)注,并且網(wǎng)關(guān)正在全球涌現(xiàn)。對(duì)于沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的人來(lái)說(shuō),LoRa的能力和潛力要么是神秘的,要么完全令人難以置信?,F(xiàn)在是時(shí)候我們消除一些困擾LoRa和LoRaWAN的誤解或徹底的謬誤。
LoRaWAN是網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu),而LoRa是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信鏈路的物理無(wú)線電層。LoRaWAN協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)直接影響節(jié)點(diǎn)的電池壽命、網(wǎng)絡(luò)容量、服務(wù)質(zhì)量、安全性以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的各種應(yīng)用程序。
LoRa是將數(shù)據(jù)調(diào)制為電磁波的技術(shù)。它使用稱(chēng)為“Chirp Spread Spectrum”的傳輸方法,在頻率調(diào)制的“啁啾”中編碼數(shù)據(jù)。這種傳輸方法已經(jīng)在軍事和空間通信中使用了數(shù)十年。
LoRa信號(hào)能不能真正傳輸超過(guò)10公里?
在典型的LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)中,范圍取決于眾多因素 - 室內(nèi)/室外網(wǎng)關(guān),消息的有效載荷,使用的天線等。平均而言,在具有室外網(wǎng)關(guān)的城市環(huán)境中,您可以預(yù)期長(zhǎng)達(dá)2至3公里全覆蓋范圍,而在農(nóng)村地區(qū),它可以超過(guò)5至7公里。在某些情況下,也可以達(dá)到極長(zhǎng)距離 - 參考:702公里!
LoRa的范圍取決于“無(wú)線電視距”.400-900MHz范圍內(nèi)的無(wú)線電波可能會(huì)通過(guò)一些障礙物,具體取決于它們的成分,但會(huì)被吸收或反射。這意味著只要沒(méi)有物理屏障阻止信號(hào),信號(hào)就可能達(dá)到地平線。提升LoRa設(shè)備 - 例如將它們放置在屋頂或山頂上 - 將使其范圍最大化。其他因素,如天線增益,也會(huì)對(duì)范圍產(chǎn)生很大影響。
LoRaWAN的獨(dú)特功能之一是電池壽命長(zhǎng)。為實(shí)現(xiàn)此目的,通常將設(shè)備編程為在不發(fā)送消息時(shí)進(jìn)入深度睡眠模式,從而最大化電池壽命。任何節(jié)點(diǎn)的壽命仍取決于其電池的容量,但長(zhǎng)時(shí)間休眠會(huì)大大延長(zhǎng)充電周期。
此外,LoRa信號(hào)本身不需要大量功率來(lái)產(chǎn)生和傳輸。這意味著,即使系統(tǒng)處于活動(dòng)狀態(tài)并進(jìn)行傳輸,功耗也會(huì)保持不變。通過(guò)最少量的軟件修補(bǔ),Gumstix的Strata節(jié)點(diǎn) 在“空閑”模式下空閑時(shí)為20 mA,在傳輸過(guò)程中以小于110 mA的速度空載。
可以在LoRaWAN上分享圖像/文件嗎?
通過(guò)LoRaWAN發(fā)送數(shù)據(jù)的速度非常低。不要期望通過(guò)這種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送音樂(lè),視頻或圖像等大文件。它適用于極小的傳感器數(shù)據(jù)包,可用于報(bào)警,觸發(fā)和監(jiān)控。這對(duì)優(yōu)化電池壽命起著重要作用。
LoRa節(jié)點(diǎn)只能發(fā)送數(shù)據(jù)嗎?
LoRaWAN的另一個(gè)關(guān)鍵特性是它支持雙向通信的能力。這意味著終端設(shè)備(傳感器)可以向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送消息(即,傳感器數(shù)據(jù),占用率,位置)以及從網(wǎng)絡(luò)接收消息回到設(shè)備。由于這一點(diǎn),LoRa設(shè)備可以編程或設(shè)計(jì)為向遠(yuǎn)程位置提供狀態(tài)指示器。
這種雙向遠(yuǎn)程能力的良好應(yīng)用可以表明橋梁是否已經(jīng)在后方服務(wù)道路上或在起點(diǎn)處的遠(yuǎn)足徑上被淘汰,因此機(jī)組人員和徒步旅行者可以計(jì)劃新的路線。浮動(dòng)開(kāi)關(guān)或濕度和壓力傳感器將檢測(cè)橋面板是否浸沒(méi)在水中并將該數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆品?wù)。反過(guò)來(lái),該服務(wù)將向標(biāo)志桿節(jié)點(diǎn)發(fā)送觸發(fā)信號(hào),該標(biāo)志桿節(jié)點(diǎn)將操作機(jī)制以指示橋接器已經(jīng)離開(kāi)。
LoRa是否不安全呢?
安全性一直是任何無(wú)線技術(shù)的重要方面。LoRaWAN使用兩層安全性:一層用于網(wǎng)絡(luò),另一層用于應(yīng)用程序。網(wǎng)絡(luò)安全性確保網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的真實(shí)性,而安全性的應(yīng)用層確保網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商無(wú)法訪問(wèn)最終用戶的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)。AES加密與密鑰交換一起使用。
另外一個(gè)好處是低功率Chirp擴(kuò)頻信號(hào)非常難以檢測(cè)和攔截。
必須付錢(qián)才能使用LoRaWAN嗎?
對(duì)于有興趣開(kāi)始使用LoRaWAN的人來(lái)說(shuō),全球500多個(gè)城市擁有超過(guò)24,000人的全球社區(qū),他們利用開(kāi)放的免費(fèi)網(wǎng)絡(luò)“ 物聯(lián)網(wǎng)”。您只需要一些終端設(shè)備,然后您就可以了可以一瞬間開(kāi)始潛入LoRaWAN。如果您所在的區(qū)域沒(méi)有覆蓋范圍,您可以隨時(shí)設(shè)置基站,從而不僅為您自己提供服務(wù),還為您網(wǎng)絡(luò)的本地成員提供服務(wù)。
此外,各種付費(fèi)網(wǎng)絡(luò)可以提供專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)或應(yīng)用服務(wù)器,其提供更大的帶寬,存儲(chǔ)和數(shù)量的設(shè)備; 額外的隱私和安全; 和軟件許可選項(xiàng)。
LoRaWAN是用于IIoT傳感器監(jiān)測(cè)的嗎?
LoRaWAN不僅限于一些監(jiān)控和警報(bào)消息,隨著時(shí)間的推移已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了從智能城市到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),制造以及許多其他垂直行業(yè)的應(yīng)用。
LoRaWAN核心技術(shù)的架構(gòu)和關(guān)鍵特性已經(jīng)擴(kuò)展到多個(gè)行業(yè)的新興應(yīng)用。
行業(yè)是否對(duì)此支持呢?
LoRaWAN標(biāo)準(zhǔn)得到了大型聯(lián)盟的支持,稱(chēng)為L(zhǎng)oRa聯(lián)盟。這對(duì)于未來(lái)和不同行業(yè)的適應(yīng)性非常重要。在短短的三年時(shí)間里,500多家公司和組織成為了LoRa聯(lián)盟的一部分。
如果不添加GPS接收器,就無(wú)法跟蹤LoRa節(jié)點(diǎn)嗎?
LoRaWAN的一個(gè)非常有趣的功能是本地化而不需要GPS。這對(duì)于跟蹤資產(chǎn)和傳感器特別有用,因?yàn)樗浅9?jié)省電池電量。LoRaWAN傳感器可以通過(guò)使用差分到達(dá)時(shí)間技術(shù)來(lái)確定到最近的城市街區(qū)的大致位置,從而支持跟蹤應(yīng)用程序。
當(dāng)設(shè)備以與GPS接收器類(lèi)似的方式發(fā)送到至少三個(gè)網(wǎng)關(guān)時(shí),可以實(shí)現(xiàn)這種粗粒度三角測(cè)量。通過(guò)預(yù)先知道每個(gè)網(wǎng)關(guān)的物理位置,并通過(guò)檢測(cè)信號(hào)到達(dá)時(shí)所有網(wǎng)關(guān)之間的時(shí)間差,應(yīng)用程序可以計(jì)算信號(hào)源的大致位置。