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lora技术,LoRa技术原理

2019-02-18 10:02:30      众山科技      阅读:497
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一、LoRa技术原理

LoRa技术是一种基于扩频技术的远距离无线传输技术,是众多LPWAN通信技术中的一种,最早由美国Semtech公司采用和推广。传输距离在3~8km左右。这一方案为用户提供一种简单的能完成远距离、低功耗无线通信手法。目前,LoRa 首要在ISM频段运转,首要包括868、433、915 MHz等。

LoRa 融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码技术,拥有前所未有的性能,设计人员便可做到远距离和低功耗两者均兼顾,最大程度地实现更长距离和更低功耗的数据通信,使得嵌入式无线通信领域的局面发生了彻底的改变。

LoRa技术的优势在于技术方面的长距离能力。单个网关或基站可以掩盖整个城市或数百平方公里规模。在一个给定的位置,距离在很大程度上取决于环境或妨碍 物,但LoRa和LoRaWAN?有一个链路预算优于其他任何标准化的通讯技术。链路预算,通常用分贝(dB为单位)表明,是在给定的环境中决定距离的 主要因素。下面是部署在比利时是Proximus网络掩盖图。跟着小量的基础设施建造实施,可以容易地掩盖到整个国家。

 

LoRa技术原理

二、LoRa技术特点

1)高灵敏度、低功耗

高达 157db 的链路预算使其通讯距离可达 15 公里(与环境有关)。其接收电流仅 10mA,睡觉电流 200nA,这大大延迟了电池的使用寿命。


2)能够支持测距和定位

LoRa技术对距离的丈量是基于信号的空中传输时间而非传统的 RSSI(Received Signal SterngthInd-ication),而定位则基于多点(网关)对一点(节点)的空中传输时间差的丈量。其定位精度可达 5m(假定 10km 的规模)。


3)体系容量大

网关是节点与 IP 网络之间的桥梁(通过 2G/3G/4G 或许 Ethernet)。每个网关每天能够处理 500万次各节点之间的通讯(假定每次发送 10Bytes,网络占用率 10%)。如果把网关安装在现有移动通讯基站的方位,发射功20dBm(100mW),那么在修建密集的城市环境能够覆盖 2 公里左右,而在密度较低的郊区,覆盖规模可达 10 公里。


三、LoRa技术网络架构

在网状网络中,个别终端节点转发其他节点的信息,以添加网络的通讯距离和网络区域规划巨细。虽然这添加了规模,但也添加了复杂性,下降了网络容量,并下降 了电池寿数,因节点承受和转发来自其他节点的或许与其不相关的信息。当完成长距离连接时,长距离星型架构最有含义的是保护了电池寿数。

在LoRaWAN?网络中,节点与专用网关不相关联。相反,一个节点传输的数据通常是由多个网关收到。每个网关将从终端节点接所承受到的数据包经过一些回 程 (蜂窝、 以太网等)转发到基于云计算的网络服务器。智能化和复杂性放到了服务器上,服务器办理网络和过滤冗余的承受到的数据,履行安全查看,经过最优的网关进行调 度承认,并履行自适应数据速率等。


四、LoRa与LoRaWan

LoRa和LoRaWan很容易混淆,下图可以看出,LoRa是LoRaWan的一个子集,LoRa仅仅包括物理层定义,LoRaWan还包括了链路层。

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五、LoRa技术的应用

LoRa 技术非常适用于要求功耗低、距离远、大量连接以及定位跟踪等的物联网应用,如智能抄表、智能停车、车辆追踪、宠物跟踪、智慧农业、智慧工业、智慧城市、智慧社区等等应用和领域。


案例1:普陀智联城市大脑。垃圾箱房满溢,家里煤气没关好,窨井盖没盖好,报警装置立即报告给相关部门;消防通道有车停放,超过5分钟地磁自动报警……在普陀区,41个物联网应用场景,9万个传感器遍布全区5.5平方公里,将数据采集至城市大脑进行实时分析和判断,生成处置流程,自动派单,整合公安、交警、城管、市场、市容、环卫等力量及时处置,让城市变得更有序、更安全和更干净。


案例2:智慧梦想小镇。在杭州余杭区的梦想小镇,基于阿里云IoT的Link WAN平台布设了LoRa网络来提供城市管理服务。在已交付的第一期项目中,LoRa技术在环境卫生,智慧停车,井盖监控等应用上为小镇管理者和居民提供便利的服务。




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