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从几个问题来深入了解物联网新星LoRa和LoRaWAN

LoRa是Long Range Radio的缩写,从这个名字上面就能看出来他的特点是传输距离远,在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离要更远,实现了低功耗和远距离的统一。

作者:HACK实验室来源:今日头条|2019-10-09 10:16

问题一:什么是LoRa?

LoRa是Long Range Radio的缩写,从这个名字上面就能看出来他的特点是传输距离远,在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离要更远,实现了低功耗和远距离的统一,它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离要远3-5倍。是由美国陞特(semtech)公司创建的低功耗局域网无线标准。

从几个问题来深入了解物联网新星LoRa和LoRaWAN

问题二:什么是LoRaWAN?

LoRaWAN(Lora Wide Area Network)LoRa广域物联网的简称,是基于LoRa技术的一种通信协议。它主要由(LoRa终端、LoRa网关、LoRa服务器)三个实体组成。如果按协议分层来说LoRaWAN是MAC层,LoRa是物理层。

从几个问题来深入了解物联网新星LoRa和LoRaWAN

问题三:LoRa的优点有哪些?

距离远:超远的传输距离,采用扩频增益、它的传输距离约FSK的三倍。特别是在普通的无线传输信号较弱的室内和地下环境,LoRa技术优势明显。

功耗低:尽管它通信距离空旷能达到5KM,仍然具有良好的节能特性。

免 费:与我们上一篇文章所介绍的NB-IOT所不同的是LoRa工作在免费ISM频段,用户不依靠运营商就可完成LoRa网络部署,不仅布设更快,而且成本更低。这为普通用户使用该无线网络打开了一道便捷之门。

问题四:LoRa的缺点有哪些?

传输速率低:因为扩频后的通信带宽窄,一般只适合传感器等传输信息量较低的网络。对于数据量高的应用场合(如图像传输)就不适用了。

技术过于集中:LoRa技术过于集中于semtech公司。不利于产业的发展。

需要新建网络:LoRa在布设过程中,需要新建信号塔、工业基站甚至是便携式家庭网关。这对于一般的普通用户就存在一定的难度。因此行业中基本没有见到有百万连接的项目。

问题五:LoRa芯片有哪些?

目前支持LoRa这种通讯技术协议的终端芯片大部分是由semtech公司推出的,或是其授权生产的。行业内最为主流的是SX1276和SX1278,二者封装一致,应用电路有细微差别,前者面向的是欧美市场(频段137-1020MHz),后者面向中国市场(频段137-525MHz)。除此之外SX1262也是一款比较流行的LoRa终端芯片,它的体积比上面的两款更小,支持的频段为150-960MHz,发射功率更高,被很多应用者所选择。

除了终端芯片以外如果要组成LoRaWAN还需要网关芯片,SX1301就是semtech公司推出的LoRa网关芯片,8个LoRa信道,1个是FSK信道,可以看成是FPGA+8路LoRa调制解调器,该芯片是Semtech公司的核心利益模块,从数据手册到软件驱动再到协议算法都是不公开的。

问题六:LoRa与其他无线通信技术有何区别?

我们目前常见的无线通讯方式有WiFi、蓝牙、2G-GSM、3G\4G、NB-IOT、ZigBee和常见小无线(sub 1G)等。下图是笔者根据这几种无线通信方式的相关特性做的分类比较,大家可以看出LoRa在很多方面都具有很大的优势,比如通讯距离以及通信成本等。

从几个问题来深入了解物联网新星LoRa和LoRaWAN

总结

笔者在去年深入的研究以及使用了LoRa这种通讯技术,包括其硬件设计和软件驱动,如果是单纯的用来传输传感器数据LoRa都是很合适的选择,比一般的小无线如Ti的CC1101、芯科实验室的SI4432和SI4463(我竟然发现这货有bug,官方已承认)都要优秀很多。如果组成LoRaWAN其他小无线更是无法比拟。

目前与其竞争比较激烈的是NB-IOT,需要了解NB-IOT的朋友可以看我上一篇文章,对比NB-IOT来说虽然它们在一些细分领域不具有竞争关系,但是在很多常见领域都是有所竞争的,LoRa因为其技术的垄断导致了其闭塞,而不像NB-IOT那样的开放,这对于无线通信这个庞大的领域来说无疑是不讨好的。

LoRa与NB-IOT的比赛才刚刚开始,最终谁会成为物联网通信行业的领头羊都还是未知,作为用户的我们是这场比赛的参与者也是裁判者。希望它们会在未来给我们的生活带来更多的便利,更多的惊喜!

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【责任编辑:赵宁宁 TEL:(010)68476606】

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