lora無線技術的優缺點 lora無線技術應用

　　現在處于一個物聯網時代，物理網技術正在快速發展當中。隨著物聯網的快速發展，無線通信技術也得以需要進行邁步發展。如今涌現出了許多低帶寬、能耗低、距離遠、能做到大量連接的以物聯網應用而設計的低功耗廣域網（LPWAN），它的技術分別是LoRa、Sigfox和NB-IoT，其中lora技術則是從中脫穎而出，并得到物聯網界的認可。下面是總結的lora無線技術的優缺點，一起來看看吧。

lora無線技術的優缺點

　　一般說來，傳輸速率、工作頻段和網絡拓撲結構是影響傳感網絡特性的三個主要參數。傳輸速率的選擇將影響系統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的設計目標；而在FSK系統中，網絡拓撲結構的選擇是由傳輸距離要求和系統需要的節點數目來決定的。 LoRa融合了數字擴頻、數字信號處理和前向糾錯編碼技術，擁有前所未有的性能。此前，只有那些高等級的工業無線電通信會融合這些技術，而隨著LoRa的引入，嵌入式無線通信領域的局面發生了徹底的改變。

　　前向糾錯編碼技術是給待傳輸數據序列中增加了一些冗余信息，這樣，數據傳輸進程中注入的錯誤碼元在接收端就會被及時糾正。這一技術減少了以往創建“自修復”數據包來重發的需求，且在解決由多徑衰落引發的突發性誤碼中表現良好。一旦數據包分組建立起來且注入前向糾錯編碼以保障可靠性，這些數據包將被送到數字擴頻調制器中。這一調制器將分組數據包中每一比特饋入一個“展擴器”中，將每一比特時間劃分為眾多碼片。

　　即使噪聲很大，LoRa也能從容應對LoRa調制解調器經配置后，可劃分的范圍為64-4096碼片/比特，最高可使用4096碼片/比特中的最高擴頻因子（12）。相對而言，ZigBee僅能劃分的范圍為10-12碼片/比特。

　　通過使用高擴頻因子，LoRa技術可將小容量數據通過大范圍的無線電頻譜傳輸出去。實際上，當你通過頻譜分析儀測量時，這些數據看上去像噪音，但區別在于噪音是不相關的，而數據具有相關性，基于此，數據實際上可以從噪音中被提取出來。擴頻因子越高，越多數據可從噪音中提取出來。在一個運轉良好的GFSK接收端，8dB的最小信噪比（SNR）需要可靠地解調信號，采用配置AngelBlocks的方式，LoRa可解調一個信號，其信噪比為-20dB，GFSK方式與這一結果差距為28dB，這相當于范圍和距離擴大了很多。在戶外環境下，6dB的差距就可以實現2倍于原來的傳輸距離。

　　超強的鏈路預算，讓信號飛的更遠為了有效地對比不同技術之間傳輸范圍的表現，我們使用一個叫做“鏈路預算”的定量指標。鏈路預算包括影響接收端信號強度的每一變量，在其簡化體系中包括發射功率加上接收端靈敏度。AngelBlocks的發射功率為100mW （20dBm），接收端靈敏度為-129dBm，總的鏈路預算為149dB。比較而言，擁有靈敏度-110dBm（這已是其極好的數據）的GFSK無線技術，需要5W的功率（37dBm）才能達到相同的鏈路預算值。在實踐中，大多GFSK無線技術接收端靈敏度可達到-103dBm，在此狀況下，發射端發射頻率必須為46dBm或者大約36W，才能達到與LoRa類似的鏈路預算值。因此，使用LoRa技術我們能夠以低發射功率獲得更廣的傳輸范圍和距離，這種低功耗廣域技術正是我們所需的。

　　LoRa憑借其成本低，分布廣，耐用性強，技術成熟的特點使其已經廣泛的應用于各個物聯網行業，優良的性能和靈活的組網形式越來越多的應用于各行各業中，前景是廣闊的。LoRa數傳終端IOT-L2S-B是基于LoRa射頻芯片設計制造的通用通訊交互設備，可廣泛的應用于物聯網、集中抄表、工業控制等方向。而其QoS不高，數據傳輸量小，為節約成本、大量連接，而對QoS要求不高的情況下，LoRa無疑是最佳的選擇。存在延遲的特點使得在某些行業中與有機互補。

　　優點：

　　LoRa網絡具有傳輸距離遠，工作功耗低，組網節點多，抗干擾性強，低成本等特點。

　　傳輸距離遠：靈敏度-148dBm，通訊距離可達幾千米

　　工作能耗低：Aloha方法有數據時才連接，電池可工作幾年

　　組網節點多：組網方式靈活，可以連接多個節點

　　抗干擾性強：協議里面有LBT的功能，基于aloha的方式，有自動的頻點跳轉和速率自適應功能

　　低成本：非授權頻譜，節點/終端成本低

　　缺點：

　　LoRa網絡有諸多優點，但也有一定缺點。

　　頻譜干擾：隨著LoRa的不斷發展，LoRa設備和網絡部署不斷增多，相互之間會出現一定的頻譜干擾。

　　需要新建網絡：LoRa在布設過程中，需要用戶自己組建網絡。

　　有效負載較?。篖oRa傳輸數據有效負載比較小，有字節限制。

lora無線技術應用

　　LPWAN（Low-Power Wide-Area Network）又叫低功耗廣域網，典型的應用場景如智能抄表。作為LPWAN的主要技術代表，NB-IoT技術、LoRa技術逐步成為物聯網技術領域的研究熱點。

　　LoRa技術是美國Semtech公司采用和推廣的一種基于擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。這一方案為用戶提供一種簡單的能實現遠距離、長電池壽命、大容量的系統，進而擴展傳感網絡。目前，LoRa 主要在全球免費頻段運行，包括433、868、915 MHz等。

　　2015年3月，Semtech公司牽頭成立了開放的、非盈利的組織LoRa聯盟，一年時間里，LoRa聯盟已經發展成員公司150余家，整個產業鏈從終端硬件產商、芯片產商、模塊網關產商到軟件廠商、系統集成商、網絡運營商等每一環均有大量的企業，這種技術的開放性，競爭與合作的充分性促使了LoRa的快速發展與生態繁盛。LoRa網絡主要由終端（可內置LoRa模塊）、網關（或稱基站）、Server和云四部分組成。

　　LoRa技術應用

　　智慧建筑

　　對于建筑的改造，加入溫濕度、安全、有害氣體、水流監測等傳感器并且定時的將監測的信息上傳，方便了管理者的監管同時更方便了用戶。通常來說，這些傳感器的通信不需要特別頻繁或者保證特別好的服務質量，同時便攜式的家庭式網關便可以滿足需要，所以該場景LoRa是比較合適的選擇。

　　智慧工業

　　在自動化工業生產環境中，大量的智能技術得到應用，各種信息數據在網絡中進行交匯，因此所選網絡的特性直接關乎生產計劃的執行質量。一些場景需要低成本的傳感器配以低功耗和長壽命的電池來追蹤設備、監控狀態，這時LoRa便是合理的選擇。

　　智慧物流

　　物流行業涉及的地域范圍非常廣闊，因此在選擇網絡時首選考慮的是低投入與高工作壽命。為了能夠跟蹤卡板以及確定貨物的位置與狀態，貨運公司需要的是參與整個物流過程的設施均處于網絡覆蓋下，那么不僅要求網絡節點足夠經濟性以便于大范圍鋪設，而且擁有機動性使其可以安裝在運輸工具上作為一個移動網關。LoRa低成本，高電池壽命，高機動性，以及在高速移動時通信的穩定性使得其能夠在智能物流領域獨領風騷。

　　智慧農業

　　對農業來說，低功耗低成本的傳感器是迫切需要的。溫濕度、二氧化碳、鹽堿度等傳感器的應用對于農業提高產量、減少水資源的消耗等有重要的意義，這些傳感器需要定期地上傳數據。LoRa十分適用于這樣的場景。

　　智慧油田

　　智慧油田利用各種在線的、實時測量的感知設備，諸如安裝在油氣水井、管道、油氣處理、加工、儲運設備上的各種儀表等信息傳感設備，按約定的協議連接到企業網或者互聯網，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

　　國外加速部署LoRa網絡

　　目前LoRa網絡已經在世界多地進行試點或部署，截至目前最新公布的數據，已經有17個國家公開宣布建網計劃，120多個城市地區有正在運行的LoRa網絡，如美國、法國、德國、澳大利亞、印度等等國家，荷蘭、瑞士、韓國等更是部署或計劃部署覆蓋全國的LoRa網絡。

　　Orange、KPN、SK、TATA、軟銀、Senet、Comcast等各國主流電信運營商已選擇LoRa來建設物聯網專用網絡，形成源于LoRaWAN的物聯網標準規范并大范圍推廣。

　　lora無線技術和nb的區別

　　第一，這兩個技術頻段不一樣。這是非常重要的區別，LoRa是非授權頻段，而NB-IoT使用的是授權頻段。第二，功耗不一樣，NB-IoT是同步通信，而LoRa是異步通信。LoRa的全稱是Long Range （遠距離），是一種低功耗、遠距離的局域網無線標準。lora與 nbiot的區別如下：

　　1、頻段。

　　LoRa工作在1GHz以下的非授權頻段，在應用時不需要額外付費，NB-IoT和蜂窩通信使用1GHz以下的頻段是授權的，是需要收費的。

　　2、電池供電壽命。

　　LoRa模塊在處理干擾、網絡重迭、可伸縮性等方面具有獨特的特性，但卻不能提供像蜂窩協議一樣的服務質量。NB-IoT出于對服務質量的考慮，不能提供類似LoRa一樣的電池壽命。

　　3、設備成本。

　　對終端節點來說，LoRa協議比NB-IoT更簡單，更容易開發并且對于微處理器的適用和兼容性更好。同時低成本、技術相對成熟的LoRa模塊已經可以在市場上找到了，并且還會有升級版本陸續出來。

　　4、網絡覆蓋和部署時間表。

　　NB-IoT標準在2016年公布，除網絡部署之外，相應的商業化和產業鏈的建立還需要更長的時間和努力去探索。LoRa的整個產業鏈相對已經較為成熟了，產品也處于“蓄勢待發”的狀態，同時全球很多國家正在進行或者已經完成了全國性的網絡部署。

　　LoRa特點

　　1、低功耗：LoRa采用Aloha方法進行通訊，只在節點有數據要發送的時候采取向網絡同步數據。

　　2、遠距離：城鎮可達2-5 Km ， 郊區可達15 Km。

　　3、低速率：LoRa的最高速率只有37.5Kbps,但這個速率對應的傳輸距離只有幾十米；要支持更遠的距離，速率必然降低；通常在0.3Kbps~11Kbps之間。

lora無線技術的原理

　　一、Lora網絡架構及原理

　　在網狀網絡中，個別終端節點轉發其他節點的信息，以增加網絡的通信距離和網絡區域規模大小。雖然這增加了范圍，但也增加了復雜性，降低了網絡容量，并降低 了電池壽命，因節點接受和轉發來自其他節點的可能與其不相關的信息。當實現長距離連接時，長距離星型架構最有意義的是保護了電池壽命。

　　在LoRaWAN?網絡中，節點與專用網關不相關聯。相反，一個節點傳輸的數據通常是由多個網關收到。每個網關將從終端節點接所接受到的數據包通過一些回 程 （蜂窩、 以太網等）轉發到基于云計算的網絡服務器。智能化和復雜性放到了服務器上，服務器管理網絡和過濾冗余的接受到的數據，執行安全檢查，通過最優的網關進行調 度確認，并執行自適應數據速率等。

　　二、LoRa無線技術網絡構成

　　LoRa網絡主要由終端（可內置LoRa模塊）、網關（或稱基站）、Server和云四部分組成。應用數據可雙向傳輸。

　　LoRa聯盟LoRa聯盟是2015年3月Semtech牽頭成立的一個開放的、非盈利的組織，發起成員還有法國Actility，中國AUGTEK和荷蘭皇家電信kpn等企業。不到一年時間，聯盟已經發展成員公司150余家，其中不乏IBM、思科、法國Orange等重量級產商。產業鏈（終端硬件產商、芯片產商、模塊網關產商、軟件廠商、系統集成商、網絡運營商）中的每一環均有大量的企業，這種技術的開放性，競爭與合作的充分性都促使了LoRa的快速發展與生態繁盛。

　　三、 LoRa 無線技術簡介

　　LoRa是一種基于擴頻技術的遠距離無線傳輸技術，其實也是是諸多LPWAN通信技術中的一種， 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是物理層或無線調制用于建立長距離通信鏈路。許多傳統的無線系統使用頻移鍵控（FSK）調制作為物理層，因為它是一種實現低功耗的非常有效的調 制。LoRa?是基于線性調頻擴頻調制，它保持了像FSK調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域使用了數十年， 由于其可以實現長通信距離和干擾的魯棒性，但是LoRa?是第一個用于商業用途的低 成本實現。

　　LoRa?的優勢在于技術方面的長距離能力。單個網關或基站可以覆蓋整個城市或數百平方公里范圍。在一個給定的位置，距離在很大程度上取決于環境或障礙 物，但LoRa?和LoRaWAN?有一個鏈路預算優于其他任何標準化的通信技術。鏈路預算，通常用分貝（dB為單位）表示，是在給定的環境中決定距離的 主要因素。

　　四、LoRaWAN 協議介紹

　　LoRaWAN是 LoRa聯盟發布的一個基于開源MAC層協議的低功耗廣域網通信協議。主要為電池供電的無線設備提供局域、全國或全球的網絡通信協議。

　　LoRaWAN?定義了網絡的通訊協議和系統架構，而LoRa?物理層能夠使長距離通訊鏈路成為可能。 LoRaWAN自下而上設計，為電池壽命、容量、距離和成本而優化了LPWAN（低功耗廣域網）。對于不同地區給出了一個LoRaWAN?規范概要，以 及在LPWAN空間競爭的不同技術的高級比較。

　　五、LoRaWAN網絡拓撲

　　LoRaWAN 網絡是一個典型的Mesh網絡拓撲結構，在這個網絡架構中，LoRa網關負責數據匯總，連接終端設備和后端云端數據服務器。網關與服務器間TCP/IP網 絡進行連接。所有的節點與網關間均是雙向通信，考慮到電池供電的場合，終端節點一般是休眠，當有數據要發送時，喚醒，然后進行數據發送。

　　因此，使用LoRa技術，我們能夠以低發射功率獲得更遠的傳輸距離。這種低功耗廣域技術正是大規模部署無線傳感器網絡所必須的。

　　以上關于lora無線技術的優缺點的介紹就到這里了！低功耗廣域網絡（Low Power Wide Area Network, LPWAN）是物聯網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送和接收少量數據的應用情況，如水運定位、路燈監測、停車位監測等等。一個完全符合LoRaWAN標準的通訊網關可以接入5到10公里內上萬個無線傳感器節點，其效率遠遠高于傳統的點對點輪詢的通訊模式，也能大幅度降低節點通訊功耗。

創維智能鎖

靈犀技術（中山）有限公司

• 品牌詳情
• 加盟政策
• 企業展廳
• 在線咨詢

免責聲明：智家網部分文章信息來源于網絡以及網友投稿，本網站只負責對文章進行整理、排版、編輯，是出于傳遞更多信息之目的，并不意味著贊同其觀點或證實其內容的真實性。