LORA技术简介及应用（1）.pdf

为物联网而生的无线传输技术：LoRa ——苏州格联威智能科技有线公司 当设备供应商、芯片商、电信运营商、物联网应用提供商都称他们做好准备推广 各家产品时，物联网真的就开始了。 现今，信息技术高度发达，继互联网之后，物联网以迅雷不及掩耳之势引发社会 广泛的关注。 随着物联网快速兴起，以及日益增多的应用，WiFi、Zigbee、 Bluetooth 等等的无线通信传输协议， 使得构建物联网时有了丰富的选择。 不同的通讯技术有着不同的特点，也各有适合自己的应用场景。但是对于长距离， 低功耗，只有少量数据需要传输的应用场景，目前还没有能更满足上述需求的无 线通信技术，这也就是LoRa 技术诞生的原因。 LoRa 简介 LoRa 为英文Long Range 的缩写，为低功耗广域网(Low PowerWide Area Network, LPWAN)通信技术的一种，Semtech 公司于2013 年发布的超长距 1 离低功耗数据传输技术。以往，在LPWAN 产生之前，似乎只能在远距离以及低 功耗两者之间做取舍。而LoRa 无线技术的出现，改变了关于传输距离与功耗的 折衷考虑方式，不仅可以实现远距离传输，并且同时兼具低功耗、低成本的优点。 LoRa 的网络形成就如同下图，远距节点可以透过多台网关(gateways)与后端 网络服务器连接，将数据上传后送至云端或服务器上。在LoRa 网络中，每个节 点并不会彼此相连，须先连至网关后，才能连回中央主机，或是透过中央主机将 数据传到另一个节点。终端节点的讯息，可以同时传给多个网关，讯息也可透过 网关之间的桥接，进一步延伸传输距离。 LoRa vs. LoRaWAN LoRa 是物理层或无线调制用于建立长距离通信键路。许多传统的无线系统使用 频移键控(FSK)，可以有效满足低功耗的需求。LoRa 是基于线性调频扩频调制， 不仅保留了与FSK 调制相同的低功耗特性，并增加了通信距离、提高了网络效 率，以及消除了干扰。而LoRaWAN 则是用来定义网络的通讯协议和系统架构， 是由LoRa 联盟推出的低功耗广域网标准，可以有效实现LoRa 物理层支持远距 离通信。此协议和架构对于终端的电池寿命、网络容量、服务质量、安全性以及 适合的应用场景，都有深远的影响。简而言之，LoRaWAN 其实就是一种网络 (WAN=Wide Area Network)。 2 LoRa 优势 LoRa 有远距离、低功耗以及低成本等优势。LoRa 的传输距离范围长达15 至 20 公里，低功耗的特性延长了电池使用寿命，免牌照的频段、基础设施以及节 点/终端的低成本，以上特性都使LoRa 的使用成本大幅降低。 LoRa 的实际应用 近年来，LoRa 的无线技术开发愈趋成熟，逐渐拼凑出物联网应用的完整生态系 统。台北市政府为了推动物联网，打造智慧城市，也顺势搭上了此技术的发展潮 流，透过LoRaWan 技术，布建物联网实验平台，以智慧方案解决市民需求。 除了台北市政府大力推行的智能城市解决方案，适合LoRa 使用的应用场景也包 括以下种类： 智慧建筑 以往的建筑设备渐渐无法满足人类对于居住质量的要求，建筑智能化已蔚为趋 势。对于建筑的改造，加入温湿度以及安全等传感器，并定时地将监测的讯息上 传，便于建筑管理者的监管，随时掌握建筑的必威体育精装版状况。 3 智慧消防 消防救灾工作以及火场逃生，两者都是分秒必争。现有的消防设备于火灾发生时 能达到的效果有限。以逃生指示号志为例，静态的指示信号无法应对火场的变化， 实时告诉避难者正确的逃生方向，往往耽误了逃生的时间。动态导引系统利用 LoRa 无线传输技术远距离、低频以及低功耗的特性，在火灾发生时，由动态导 引主机发送讯号给布建于建筑物内的动态导引灯板，由于LoRa 走的是低于 1GHz 以下的低频段，因此不用担心讯号受到其他无线通信的干扰，灯板在收到 讯号后，会立即做出指示，引导避难者前往安全的逃生路径。 4 智慧农业 对农业来说，低功耗及低成本的的传感器是十分重要的。智慧农业就是将物联网 技术运用于传统农业，将温、湿度以及盐碱度等环境数据透过传感器定期上传， 这些信息可以有效帮助农业提高产