什么是LoRa無(wú)線(xiàn)技術(shù)?
LoRa是一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的遠(yuǎn)距離無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù),其實(shí)也是是諸多LPWAN通信技術(shù)中的一種, 由美國(guó)Semtech公司采用和推廣。這一方案為用戶(hù)提供一種簡(jiǎn)單的能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、低功耗無(wú)線(xiàn)通信手段。目前,LoRa 主要在ISM頻段運(yùn)行,主要包括433、868、915 MHz等。
LoRa是物理層或無(wú)線(xiàn)調(diào)制用于建立長(zhǎng)距離通信鏈路。許多傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)使用頻移鍵控(FSK)調(diào)制作為物理層,因?yàn)樗且环N實(shí)現(xiàn)低功耗的非常有效的調(diào)制。LoRa®是基于線(xiàn)性調(diào)頻擴(kuò)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(xiàn)性擴(kuò)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(shí)現(xiàn)長(zhǎng)通信距離和干擾的魯棒性,但是LoRa®是個(gè)用于商業(yè)用途的低 成本實(shí)現(xiàn)。
LoRa的優(yōu)勢(shì)在于技術(shù)方面的長(zhǎng)距離能力。單個(gè)網(wǎng)關(guān)或基站可以覆蓋整個(gè)城市或數(shù)百平方公里范圍。在一個(gè)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(gè)鏈路預(yù)算優(yōu)于其他任何標(biāo)準(zhǔn)化的通信技術(shù)。鏈路預(yù)算,通常用分貝(dB為單位)表示,是在給定的環(huán)境中決定距離的 主要因素。
(1)Lora網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及原理:
在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中,個(gè)別終端節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)其他節(jié)點(diǎn)的信息,以增加網(wǎng)絡(luò)的通信距離和網(wǎng)絡(luò)區(qū)域規(guī)模大小。雖然這增加了范圍,但也增加了復(fù)雜性,降低了網(wǎng)絡(luò)容量,并降低了電池壽命,因節(jié)點(diǎn)接受和轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自其他節(jié)點(diǎn)的可能與其不相關(guān)的信息。當(dāng)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離連接時(shí),長(zhǎng)距離星型架構(gòu)意義的是保護(hù)了電池壽命。
在LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)與專(zhuān)用網(wǎng)關(guān)不相關(guān)聯(lián)。相反,一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通常是由多個(gè)網(wǎng)關(guān)收到。每個(gè)網(wǎng)關(guān)將從終端節(jié)點(diǎn)接所接受到的數(shù)據(jù)包通過(guò)一些回程 (蜂窩、 以太網(wǎng)等)轉(zhuǎn)發(fā)到基于云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。智能化和復(fù)雜性放到了服務(wù)器上,服務(wù)器管理網(wǎng)絡(luò)和過(guò)濾冗余的接受到的數(shù)據(jù),執(zhí)行安全檢查,通過(guò)的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行調(diào)度確認(rèn),并執(zhí)行自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率等。
(2)Lora網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn):
低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)(Low Power Wide Area Network, LPWAN)是物聯(lián)網(wǎng)中*的一部分,具有功耗低、覆蓋范圍廣、穿透性強(qiáng)的特點(diǎn);LoRaWAN標(biāo)準(zhǔn)的通訊網(wǎng)關(guān)可以接入5到10公里內(nèi)上萬(wàn)個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn),其效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)輪詢(xún)的通訊模式,也能大幅度降低節(jié)點(diǎn)通訊功耗。
(3)LoRa無(wú)線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用:
我司生產(chǎn)的LORA溫濕度變送器RS-WS-LORA-2-*是一款低功耗LORA溫濕度測(cè)點(diǎn)。它采用我司的LORA無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議,即避免信號(hào)傳輸過(guò)程中的相互干擾,又避免了傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)通信傳輸距離過(guò)短、穿透性不足、功耗高的問(wèn)題。
建大仁科LORA溫濕度變送器RS-WS-LORA-2-*的主要特點(diǎn):
溫濕度采集精度高,默認(rèn)溫濕度精度分別為±3%RH(60%RH,25℃)、±0.5℃(25℃)。
設(shè)備電池(通用 3.6V 鋰亞電池)可更換,外殼采用 IP65 防護(hù)等級(jí),室外場(chǎng)合也可使用。
采用 LORA 擴(kuò)頻通信技術(shù),可對(duì)自身的電量,信號(hào),實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)視距 3000 米。
通過(guò)LORA無(wú)線(xiàn)通信連接網(wǎng)關(guān)后,將數(shù)據(jù)上傳至我司農(nóng)業(yè)四情平臺(tái),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。
一般說(shuō)來(lái),傳輸速率、工作頻段和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是影響傳感網(wǎng)絡(luò)特性的三個(gè)主要參數(shù)。傳輸速率的選擇將影響系統(tǒng)的傳輸距離和電池壽命;工作頻段的選擇要折中考慮頻段和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo);而在FSK系統(tǒng)中,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇是由傳輸距離要求和系統(tǒng)需要的節(jié)點(diǎn)數(shù)目來(lái)決定的。LoRa融合了數(shù)字?jǐn)U頻、數(shù)字信號(hào)處理和前向糾錯(cuò)編碼技術(shù),擁有的性能。