物聯(lián)網(wǎng)其實到目前為止也沒有一個精確的定義，一般來說，我們認為物聯(lián)網(wǎng)是傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)向物理世界的一個延伸。通過連接物理世界，使得網(wǎng)絡(luò)能夠更好的為人類服務。 簡單而言，通過物聯(lián)網(wǎng)，各種不同的設(shè)備都能夠互相連接起來，這些設(shè)備能夠感知物理世界、互相交流和溝通，連接起來提供不同的服務。

物聯(lián)網(wǎng)能夠廣泛用在生產(chǎn)和生活的各個方面，產(chǎn)生了如智慧家庭 smart home, 智慧城市 smart city, 智慧農(nóng)業(yè) smart agriculture, 智慧醫(yī)療 smart medical and healthcare, 環(huán)境保護 environmental monitoring等一系列相關(guān)的應用場景。

今天向大家介紹物聯(lián)網(wǎng)其中一個技術(shù)：LoRa。

一、 LoRa無線技術(shù)

LoRa就是遠距離無線電（Long Range Radio），是semtech公司創(chuàng)建的低功耗局域網(wǎng)無線標準，它最大特點就是在同樣的功耗條件下比其他無線方式傳播的距離更遠，實現(xiàn)了低功耗和遠距離的統(tǒng)一，它在同樣的功耗下比傳統(tǒng)的無線射頻通信距離擴大3-5倍。

LoRa聯(lián)盟LoRa聯(lián)盟是2015年3月Semtech牽頭成立的一個開放的、非盈利的組織，發(fā)起成員還有法國Actility，中國AUGTEK和荷蘭皇家電信kpn等企業(yè)。不到一年時間，聯(lián)盟已經(jīng)發(fā)展成員公司150余家，其中不乏IBM、思科、法國Orange等重量級產(chǎn)商。產(chǎn)業(yè)鏈（終端硬件產(chǎn)商、芯片產(chǎn)商、模塊網(wǎng)關(guān)產(chǎn)商、軟件廠商、系統(tǒng)集成商、網(wǎng)絡(luò)運營商）中的每一環(huán)均有大量的企業(yè)，這種技術(shù)的開放性，競爭與合作的充分性都促使了LoRa的快速發(fā)展與生態(tài)繁盛。

LoRa是一種基于擴頻技術(shù)的遠距離無線傳輸技術(shù)，其實也是是諸多LPWAN通信技術(shù)中的一種，最早由美國Semtech公司采用和推廣。這一方案為用戶提供一種簡單的能實現(xiàn)遠距離、低功耗無線通信手段。目前，LoRa主要在ISM頻段運行，主要包括433、868、915 MHz等。

LoRa是物理層或無線調(diào)制用于建立長距離通信鏈路。許多傳統(tǒng)的無線系統(tǒng)使用頻移鍵控（FSK）調(diào)制作為物理層，因為它是一種實現(xiàn)低功耗的非常有效的調(diào)制。LoRa是基于線性調(diào)頻擴頻調(diào)制，它保持了像FSK調(diào)制相同的低功耗特性，但明顯地增加了通信距離。線性擴頻已在軍事和空間通信領(lǐng)域使用了數(shù)十年， 由于其可以實現(xiàn)長通信距離和干擾的魯棒性，但是LoRa是第一個用于商業(yè)用途的低成本實現(xiàn)。

LoRa的優(yōu)勢在于技術(shù)方面的長距離能力。單個網(wǎng)關(guān)或基站可以覆蓋整個城市或數(shù)百平方公里范圍。在一個給定的位置，距離在很大程度上取決于環(huán)境或障礙物，但LoRa和LoRaWAN有一個鏈路預算優(yōu)于其他任何標準化的通信技術(shù)。

二、 LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)拓撲

LoRa在物聯(lián)網(wǎng)應用中的無線技術(shù)有多種，可組成局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)。LoRa網(wǎng)絡(luò)主要由終端（可內(nèi)置LoRa模塊）、網(wǎng)關(guān)（或稱基站）、Server和云四部分組成。

LoRaWAN的數(shù)據(jù)傳輸速率范圍為0.3 kbps至37.5 kbps，為了最大化終端設(shè)備電池的壽命和整個網(wǎng)絡(luò)容量，LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)服務器通過一種速率自適應（Adaptive Data Rate , ADR）方案來控制數(shù)據(jù)傳輸速率和每一終端設(shè)備的射頻輸出功率。

?

LoRaWAN 網(wǎng)絡(luò)是一個典型的Mesh網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，在這個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，LoRa網(wǎng)關(guān)負責數(shù)據(jù)匯總，連接終端設(shè)備和后端云端數(shù)據(jù)服務器。網(wǎng)關(guān)與服務器間TCP/IP網(wǎng) 絡(luò)進行連接。所有的節(jié)點與網(wǎng)關(guān)間均是雙向通信，考慮到電池供電的場合，終端節(jié)點一般是休眠，當有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，喚醒，然后進行數(shù)據(jù)發(fā)送。

?用LoRa組成低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)（Low Power Wide Area Network, LPWAN)，它是物聯(lián)網(wǎng)中不可或缺的一部分，具有功耗低、覆蓋范圍廣、穿透性強的特點，適用于每隔幾分鐘發(fā)送和接收少量數(shù)據(jù)的應用情況，如水運定位、路燈監(jiān)測、停車位監(jiān)測等等。LPWAN相關(guān)組織LoRa聯(lián)盟目前在全球已有145位成員，其繁茂的生態(tài)系統(tǒng)讓遵循LoRaWAN協(xié)議的設(shè)備具有很強的互操作性。一個完全符合LoRaWAN標準的通訊網(wǎng)關(guān)可以接入5到10公里內(nèi)上萬個無線傳感器節(jié)點，其效率遠遠高于傳統(tǒng)的點對點輪詢的通訊模式，也能大幅度降低節(jié)點通訊功耗。

因此，使用LoRa技術(shù)，我們能夠以低發(fā)射功率獲得更遠的傳輸距離。這種低功耗廣域技術(shù)正是大規(guī)模部署無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所必須的。

?

三、 LoRa的特性

1、傳輸距離：城鎮(zhèn)可達2-5Km ，郊區(qū)可達15 Km ；

2、工作頻率：ISM 頻段，包括433、868、915 MH等；

3、容量：一個LoRa網(wǎng)關(guān)可以連接上千上萬個LoRa節(jié)點；

4、傳輸速率：幾百到幾十Kbps，速率越低傳輸距離越長；

5、調(diào)制方式：基于擴頻技術(shù)，線性調(diào)制擴頻的一個變種，具有前向糾錯能力。

四、 LoRa終端設(shè)備

LoRa的終端節(jié)點可能是各種設(shè)備，比如水表氣表、煙霧報警器、寵物跟蹤器等。這些節(jié)點通過LoRa無線通信首先與LoRa網(wǎng)關(guān)連接，再通過3G網(wǎng)絡(luò)或者以太網(wǎng)絡(luò)，連接到網(wǎng)絡(luò)服務器中。網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)絡(luò)服務器之間通過TCP/IP協(xié)議通信。

?

五、 LoRa發(fā)展前景

目前LoRa網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在世界多地進行試點或部署。據(jù)LoRa Alliance 早先公布的數(shù)據(jù)，已經(jīng)有9個國家開始建網(wǎng)，56個國家開始進行試點。對于國內(nèi)三大電信運營商來說，NB-IoT網(wǎng)絡(luò)部署已經(jīng)箭在弦上，2020年很多城市完成NB-IoT網(wǎng)絡(luò)部署，使用LoRa技術(shù)大規(guī)模組網(wǎng)的可能性不大。

更多相關(guān)大咖視頻課程請下載“技福小咖App”學習。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的物联网：LoRa无线通信技术的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。