LoRaWAN具有明显的优势,并且其**度和重要性正在稳步增长。但LoRaWAN解决方案究竟应该用于楼宇自动化领域的什么用途呢?通过智能建筑领域的应用示例,南京大鹏环境网关平台,我们展示了一些**有趣的用例。现有建筑的后数字化据统计,大约80%的总建筑成本发生在建筑物的使用阶段或运营期间。因此,这里有巨大的节约潜力,必须加以利用。LoRa无线传感器在操作过程中的简单集成,例如,数字化和自动化加热控制是孩子们的游戏。这**降低了能源成本,投资成本低。通过智能恒温器进行加热控制使用智能LoRaWAN恒温器可以提高带有旧散热器的现有建筑物的效率。加热控制不再需要手动,而是根据需要进行智能化和全自动控制。通过存储的节能计划,供暖输出在特定时间(例如***)降至比较低。智能计量LoRaWAN无线电解决方案适用于自动化耗时且容易出错的抄表,南京大鹏环境网关平台,南京大鹏环境网关平台。数据记录和历史化提高了过去时期数据的透明度和可验证性……与计费系统的接口也是可以想象的。因此不再需要手动读取,并减轻了技术设施管理的负担。LoRa终端是LoRa网络的组成部分,一般由LoRa模块和传感器等器件组成。南京大鹏环境网关平台
LoRa与ZigBeed对比有如下特点:工作频率:LoRa的Sub1GHz工作频率具有传输衰减小、绕射能力强等优势。频段干扰:ZigBee工作在2.4GHz,Wi-Fi和蓝牙信号处于同样的频段,频带占用和干扰问题严重。LoRa工作频段干扰较小,且具有噪声下解调的***抗干扰能力。灵敏度:在智能家居等物联网应用中,ZigBee灵敏度比LoRa差20dB。覆盖范围:智能楼宇和智能家居应用中,ZigBee距离受限,尤其是国内水泥墙的环境中,需要多个网关完成覆盖。完成同样的区域覆盖(只考虑空间信号覆盖),需要ZigBee网关数量是LoRa网关的10倍以上。网络协议:ZigBee与网关绑定,导致安装(配对需要物理按键)和后期维护(网关故障与更换)成本都很高,灵活性不佳。相比之下LoRaWAN网络协议轻便很多。网络稳定性:ZigBee节点较多时需要Mesh,存在大量不稳定性。LoRa同场景中使用单跳结构,稳定性很高。传输速率:ZigBee支持250kb/s固定速率,LoRaSub1GHz芯片支持可变速率。LoRa在传输速率的选择上灵活度高,但ZigBee比较高传输速率高于LoRa。南京温湿度网关工厂LoRa方案的优势在于功耗比较低,无线传输距离比较远,信号覆盖范围广,对建筑的穿透力也很强。
LORA的优势1.改善了接收的灵敏度,降低了功耗高达157db的链路预算使其通信距离可达15公里(与环境有关)。其接受电流*10mA,睡眠电流200nA,这使得电池的使用寿命得到延长。2.基于该技术的网关/集中器支持多信道多数据的并行处理,系统容量大如LORAWAN的网络架构图所示,网关是节点与IP网络之间的桥梁(通过2G/3G/4G或者Ethernet)。每个网关每天可以处理500万次各节点之间的通信(假设每次发送10Bytes,网络占用率10%),如果把网关安装在现有移动通信基站的位置,发射功率20dB(100mW),那么在建筑密集的城市环境可以覆盖2公里左右,而在密度较低的郊区,覆盖范围可达10公里。3.基于终端和集中器/网关的系统可以支持测距和定位LORA对距离的测量是基于信号的空中传输时间而非传统的RSSI。而定位则基于多点(网关)对一点(节点)的空间传输时间差的测量。其定位精度可达5m(假设10Km的范围)。这些关键特征使得LORA技术非常适用于要求低功耗、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、智慧社区等应用和领域。
LoRa网关设计用于远距离星型架构,并运用在LoRaWAN系统中。他们是多信道、多调制收发、可多信道同时解调、由于LoRa的特性甚至可以同一信道上同时多信号解调。网关使用不同于终端节点的RF器件,具有更高的容量,作为一个透明桥在终端设备和中心网络服务器间中继消息。网关通过标准IP连接连接到网络服务器,终端设备使用单跳的无线通信到一个或多个网关。所有终端节点的通信一般都是双向的,但还支持如组播功能操作,软件升级,无线传输或其他大批量发布消息,这样就减少了无线通信时间。根据要求的容量和安装位置(家庭或塔),有不同的网关版本。无线LoRa网关上传至监控平台,实现平台在线监测各种传感器的状态情况。
注意事项(1)网关数量由于比较好1个节点能够保证2~3个网关能接收到数据,因此,假如根据上述方式计算得到总共需要N个网关来对应所有的节点,那么,具体到实际运用中,建议需要用2N~3N个网关,而不是N个网关,来对应所有的节点,以确保数据都能接收到。(2)发送间隔除非很特殊的应用,否则不太建议发送间隔低于5s,一般来说,发送间隔至少在分钟级别以上比较好。标准的LoRaWAN协议,发送一个包需要至少保证2s的间隔。SF发送64字节的,空口时间就已经接近3s了。而如果不遵守LoRaWAN的关于空口时间的要求,则虽然由于网关只负责透传,因此,即使不遵守LoRaWAN协议,则物理层也可以接收数据,但是这时候用户就需要自己去验证测试丢包率。SX1302是Semtech推出的新一代LoRa网关基带芯片,搭载前端SX1250,可以支持扩频因子SF5~SF12。南京水浸网关方案
相比上一代SX1301网关方案,可支持更高速率的数据通信,同时功耗大幅降低,简化了网关的热设计。南京大鹏环境网关平台
LoRaWAN网关与ChirpStack之间的协议LoRaWAN网关与ChirpStack(以前称为LoRaServer)服务器之间的通信协议是基于ChirpStack的网络服务器实现和接口规范。ChirpStack是一个开源的LoRaWAN网络服务器,用于管理和处理LoRaWAN设备和数据。在LoRaWAN网络中,网关与ChirpStack服务器之间的通信协议通常包括以下方面:1.PacketForwarder协议(1)LoRaWAN网关使用PacketForwarder协议与ChirpStack服务器进行通信。(2)PacketForwarder是一个开源软件,负责在网关和网络服务器之间转发LoRaWAN数据包。(3)网关通过PacketForwarder将收到的LoRaWAN数据包发送给ChirpStack服务器,并接收ChirpStack服务器发送的下行数据。2.GatewayBridge协议(1)ChirpStack服务器提供了GatewayBridge组件,用于与网关进行通信。(2)GatewayBridge实现了与PacketForwarder之间的通信接口,并提供了与ChirpStack服务器的交互接口。(3)GatewayBridge可以使用不同的协议,如UDP、MQTT等,与PacketForwarder进行通信。3.LoRaWAN协议(1)网关和ChirpStack服务器之间的数据交换遵循LoRaWAN协议的规范。南京大鹏环境网关平台
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