LoRa无线技术的具体特点和应用

       LoRa无线技术是目前众多无线技术的一种，它消耗较低，节点多，传输距离也是非常令人满意。Lora采用线性调频和扩频调制技术，在同频发射的情况下也不会互相干扰，因此 LoRa技术在各行各业收到广大欢迎。

  LoRaWAN

  LoRaWAN是基于LoRa的媒体访问控制(MAC)层协议，采用Semtech的LoRa调制方案(LoRa只是物理层协议)。然而，LoRaWAN更适合于公共广域网，因为所有信道都调制到同一频率;对于私有网络，为了避免冲突，最好只有一个网络运行。

 网络中的所有网关都绑定到同一服务器。服务器决定哪个网关应该响应传输。在大型网络中，任何给定的传输通常由多个接收器检测到;然后服务器通知一个网关响应，而其他网关忽略该传输。这个过程有助于避免上行链路和下行链路的冲突，因为只有一个网关在传输，而重叠的网关可以简单地监听其他传输。

  很多人没有意识到的是，有一种方法可以在不使用LoRaWAN的情况下使用LoRaWAN的底层技术(又名LoRa)。例如，Link Labs的Symphony Link在Semtech的芯片上使用了一个专有的MAC层，使其更适合需要将物联网设备安全连接到云上的企业和工业客户。此外，许多公司在其他协议中使用LoRa芯片。

  技术上回答“什么是LoRa”

  从技术角度来看，LoRa是一种独特的调制方法。

  Semtech的RF组件(SX1272、SX1276/7/8收发器芯片)集成了LoRa调制技术(该技术为私有调制技术，目前技术细节尚未公开)。这种技术被称为调频(FM)Chirp。LoRa的核心技术是利用分数锁相环(PLL)产生稳定的Chirp信号。其他调制格式包括频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。一个重要的观点是：LoRa本身并没有描述物理(RF介质)层之上的系统功能。

  首先看Chirp信号(这个术语是从同名鸟类的信号特征中派生出来的，也可以称为信号处理的扫频)。Chirp的特点是信号的频率变化具有一定的规律性，而FSK信号只在两个频点上进行切换。下图是线性Chirp信号的时域图。

  LoRa物联网协议

  2012年，Semtech以500万美元收购了法国Cycleo SAS，从而收购了LoRa 无线技术。

  调制解调器在处理LoRa信息时可以对Chirp信号进行滤波，从而获得额外的处理增益，提高接收灵敏度。为了“锁定”LoRa信号，需要发送一个长的“恒定Chirp”信号(见下图)。这就是LoRa独特之处，它使用较低价格的芯片和晶体就可以用来实现非常高的接收灵敏度。

  这个前导信号可以设置为可变数目的“符号”，即Chipr的数目。可以想象，不同的LoRa发射器的前导信号之间没有选择性，但是LoRa解调器可以监听恒定的Chirp信号(无论它是否来自预定的系统)。一个LoRa接收系统在面对常规的功率干扰和LoRa干扰时的抗干扰性能是非常重要的，这也是Symphony Link的关键技术。

  LoRa的另一个强大特性是能够解调多个“正交”或同时的同频信号，只要它们具有不同的Chirp变化率。在数据表中，LoRa Chirp变化率称为扩频因子(Spread Factor)。扩频因子越高，Chirp变化越慢。Semtech的SX1301芯片支持这一特性，能够同时解码许多同时的LoRa Chirp。此功能使创建大型网络成为可能。

  LoRa特点

  LoRa联盟成立于2015年，旨在标准化LoRaMAC的功能。LoRa联盟开发了LoRaWAN协议，允许移动网络运营商使用未经授权的频谱与网络中的物联网设备进行通信。

  LoRaWAN是一种多访问协议的服务器端实现，旨在减少与大量端点的冲突。需要一个服务器应用程序在网络连接上运行MAC功能;

  LoRaWAN网络结构通常采用星型拓扑结构，其中网关是在终端设备和后端中央网络服务器之间中继消息的透明桥;

  客户端逻辑内置于web服务器中;

  它主要是为具有多个端点的仅上行应用程序设计的，或者只需要少量下行消息的应用程序(受应用程序或端点数量的限制);

  同一网络中的网关需要同步;

  终端设备和网关之间的通信分布在不同的频率和数据速率上。传输距离和数据速率之间需要权衡(也就是说，传输距离越远，数据速率越低);

  许多行业正在利用开放的LoRaWAN物联网设备标准，包括农业(用于灌溉/水位监测和虫害控制)、公用事业(用于智能电表、照明和能源管理场景)和建筑施工(用于建筑门窗传感器和建筑结构健康应用)。

LoRa无线技术的特点是什么?

节点数量：可以达到百万个

数据速率0.3~50kbps

所使用的电池可以使用时间长：最高可以使用10年

LoRa无线技术的应用到哪些地方?

LoRa无线技术在目前的市场上做的最多的还是透传功能，LoRaWAN协议组网的开发以及使用者的水平要求偏高因此使用的频率来说目前相对较少。

lora技术和无线技术存在哪些差异?

在使用lora无线技术我们需要注意什么?

网络部署拓扑布局可根据具体应用和场景进行设计。一般情况下，无线距离范围为1~2km。在城市中，数据量很小，Lora适用于低通信频率。

从Lora行业从业人员的角度来看，许多电信运营商也参与其中。从Lora网络应用的角度来看，大型网络和小型网络的管理是指用户自己的节点、网关和服务器，需要统一协调的管理机制。随着Lora设备和网络的增加，这对通信频谱的分配和管理提出了要求。

下面我们来看看LoRa模块的三个主要应用场景：

无线抄表

LoRa模块在无线抄表中的应用主要是通过LoRa模块连接电表采集数据，并将采集到的数据依次发送到网关，网关再将数据统一传输到远程控制中心，实现远程抄表。其中，LoRa模组的低成本特性可以大面积推广，有利于智慧城市的建设。

LoRA模块三大应用场景

环境监测

LoRa模块用于环境监测，主要是通过LoRa模块连接各种传感器来采集数据。传统的人工监测已经不能满足环境因素变化的影响，加装LoRa模块可以监测温度、风速、水位等环境因素，并进行实时数据传输，实现低成本、远距离、低功耗的监控环境。的目标。

智慧农业

LoRa模块在智慧农业中的应用，实现了农业节点的互联互通、无通信成本、低功耗、低成本、传输距离远等特点，使其在农业领域得到大规模应用。现实。例如在水质、二氧化碳浓度、温度、湿度、病虫害等监测中，采集到的设备信息可以通过LoRa模块传输到控制调度中心，自动灌溉、自动喷洒等措施根据实时数据分析进行。

总结

Lora信号对建筑物也有很强的穿透力。GHz频段使远程通信更容易，功耗更低。它可以通过电池或其他能量收集方式供电。现在的无线技术已经很多了例如ZigBee，

wifi等等，只有我们多种无线技术配合使用在我们实际项目和开发应用中才能达到事倍功半的效果。