误区一:数据安全在物联网时代,随着联网设备数量增多,人们对数据传输的安全越发关注,Semtech中国区LoRa市场战略总监甘泉表示,可以从两个方向来讨论数据安全,一个是物理层的无线通信安全,其次是系统级层面:首先,LoRa是一种扩频、调频的技术,可以在噪声下面进行传输,这种物理层的传输方式信号隐蔽性强、安全性好、不易被发现。单从无线角度来看,LoRa技术的安全性是非常高的,是高于现在民用无线通讯技术,包括5G、4G、Wi-Fi等。第二是从系统级层面,包括网络层、组网和加密方式。在系统层上,可以根据需求使用各种不同的加密方式,比如使用LoRaWAN协议的时候,需要使用三层加密。LoRaCloud以及LoRaEdge还提供了云到端的安全加密方式,就在芯片内部有加密,这个也可以单独使用。Semtech充分考虑了客户各方面需求。针对非常高级别的加密,则提供从云到端的加密。有的客户需要成本小、简单方便的方案,Semtech也可以提供**简单的连接方式,让客户来选择加密方法。LoRa的加密方式更加灵活并且具有优势,Semtech提供各种安全级别的加密方案。按照通讯方式不同,网关可分为全双工网关和半双工网关。南京大鹏环境网关集成商
LoRaWAN网关和TTN(TheThingsNetwork)之间的协议涉及两个主要方面:物理层通信和协议层通信。1.物理层通信:(1)LoRa调制解调器通信:LoRaWAN网关使用LoRa调制解调器与终端设备进行通信。LoRa调制解调器使用LoRa调制技术在无线信道上传输数据。(2)网关与终端设备之间的信道选择:LoRaWAN网关和终端设备之间需要协商选择通信信道,确保它们在相同的频率上进行通信。2.协议层通信:(1)接收终端设备数据:LoRaWAN网关通过LoRa调制解调器接收来自终端设备的LoRaWAN数据包。(2)解析和转发数据:网关使用LoRaWAN协议对接收到的数据包进行解析,提取其中的有效信息(如DevEUI、AppEUI、AppKey等)并转发给TTN服务器。(3)网关与TTN服务器之间的通信:网关使用TTN定义的协议与TTN服务器进行通信,包括传输数据包、发送设备信息和接收下行数据等。(4)数据包传输:网关将接收到的终端设备数据包转发给TTN服务器,以便后续处理和应用。南京人体感应网关设备室内LoRa网关网关信号覆盖范围广,穿透性能强,针对室内办公环境, 1个网关可以覆盖1000~1500平方米的面积。
1. 电源端口保护 系统电源线和直流总线也存在过压瞬变进入 PCB 的漏洞。与任何孔隙或系统开口一样,务必尽可能靠近系统入口阻止入侵瞬变。作为电源总线,这些线路可以承受额外的电容,因此通常可以使用具有更高 Cj 额定值的 TVS。对于 Vbus/直流线路,优先单向 TVS 器件。2. SD卡保护为了对网关进行软件更新,系统有时会使用存储卡。尽管存储卡插槽很少被触摸到,但由于其裸露的引脚,接口极易在用户操作时受到 ESD 电荷转移的损坏。主干链路汇总基于 LoRa 的设备收集的数据,其中基于 LoRa 的网关经常遭受瞬态电压威胁。在设计前端仔细规划,就可以使用 TVS 保护二极管有效地保护网关。检查所有关键系统数据端口并考虑预期环境中潜在的瞬态威胁,这一点非常重要。在硬件前端的设计中提前规划过压保护,有助于开发出坚固耐用的网关,缩短上市时间,同时提升品质。
LoRa之所以功耗比NB-IoT低,是因为极少发射数据。就像两个人相距100米站着,你对别人喊话的时候要扯着嗓子吼,听的时候只需要静静的听,喊话的肯定比听话的累多了。无线网络传输也一样,发送数据的时候比接收数据的时候功耗大的多。例如LoRa发射的工作电流超过100mA,接收的工作电流*10mA。这里讲的发射和和接收,不只是数据的上行和下行,还包括了“心跳包”内部的上行和下行。NB就像两个人对话:一人说“告诉你一件事情,xxx”,另一人回答“好的,我听到了”。双方都在说话(发射数据)。而LoRa就像两个人约定好时间,一人说“告诉你一件事情,xxx”,另一人只听,但不吭声。NB-IoT和2G4G一样,是设备端主动去询问基站,问“我在线,你有没有需要发给我的数据?”这个过程中就需要设备端发射数据出去。而LoRa不需要这一步,LoRa会和基站约定一个时间窗口,时间一到,基站只管说,终端只管听。这就是LoRa功耗低的**原因。双方都约定“10分钟后”开始沟通,双方各自的手表准不准,就很关键了。于是LoRa终端和基站需要定期“对时间”,(通过beacon)。基站“讲话”了,终端有没有“听到”?如果基站需要知道终端有没有收到下行信息,就需要终端上行一个反馈信息。网关结合测漏控制器、温湿度传感器及LoRa数据传输终端等物联网设备一起使用。
LoRaWAN网关单网关能容纳的节点的数量对于有8个信道的网关来说,在没有LBT(发包前***信道)的前提下,具体的计算公式为:信道容量(即节点数量)S=8T/2et0。其中,8**8个信道,T**发送间隔,跟封包长度、速率有关系,1/2e是基本Aloha算法最大吞吐量,e是常数,等于2.718,t0**单包的ToA(TimeonAir)。在10字节负载的前提下,速率与单包的空中飞行时间ToA的对应关系如表1所示。表110字节负载下的速率与单包的ToA对应关系举一个例子,假如使用SX1301芯片,在没有LBT(发包前***信道)的情况下,并且平均每个包空中飞行时间t0=100ms(因此t0=0.1s),平均每个包一分钟发一次(因此T=60s),那么可以容纳多少这样的平均节点呢?S=8*60/(2*2.718*0.1)=883,因此,可以容纳883个节点。而且,采用不同算法,也会导致最大吞吐量的变化,从而引起理论容量的变化。比如,如果前提条件修改成每个节点都带有LBT功能,采用时隙Aloha算法而不是之前的基本Aloha算法来评估,则由于算法不同,导致最大吞吐量不同,此时最大吞吐量是1/e,因此信道容量(即节点数量)S=8T/et0,从而,则理论容量增加一倍,即883*2=1766个节点。LoRaWAN 是建立在基于 LoRa 的调制之上的网络协议。南京人体感应网关设备
单个LoRa终端占用的信道资源与终端占用信道的时间一致。南京大鹏环境网关集成商
LoRa的技术特性可以满足不同层级的物联网需求,比如说大规模的LoRaWAN网络可以实现城市级的覆盖,而企业也可以根据自己的需求打造自己的个性化的网络,此外,LoRa技术还可以与其他的无线通信技术进行结合使用。此外,LoRaWAN技术在安全性、覆盖范围、能源效率、地理定位、部署选择等方面与其他的无线技术差异化的优势是:LoRaWAN技术可持续发展的关键特性。智慧城市物联网场景对网络的要求较高,需要有低复杂度、低成本、低功耗、强覆盖等特性。LoRa技术的出现,刚好可以解决“万物互联”网络覆盖的广度和深度问题。相对于NB-IoT,LoRa是当前**成熟、稳定的低功耗广域物联网通讯技术,其自由组网的私有网络比运营商持续不断收费的NB网络更灵活,且LoRa一次组网终身不需缴费。LoRaWAN的通信距离很容易达到10公里以上,比蓝牙、Wi-Fi和5G要长得多。其比较大通讯距离,在无障碍的比较好环境下,可达15公里。通过LoRa网关(基站)与物联网智能终端各类传感器进行连接,如人工管控、定时管控、远程管控、智能管控等,一台LoRa网关(基站)具备比较高控制上千台智能传感器的特性。南京大鹏环境网关集成商
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