LoRa是一种长距离、低功耗、易部署的无线射频通信技术,近年来在全球范围持续高速增长,成为主流的物联网通信技术之一。截至2021年12月,全球已经部署了270多万个基于LoRa的网关,基于LoRa的终端节点超过2.8亿个。预计到2026年,50%的LPWAN物联网解决方案将会使用LoRa方案。
LoRaWANL2通信规范(1.0.4版)现已转变为ITU规范,支持芯片到云端的通信,成为较早被认证为ITU-T建议书(标准)的LPWAN标准。作为LoRa发展历程的重要里程碑,获批不仅肯定了LoRa技术和生态的发展成果,更证明了LoRa在物联网市场的应用前景。 LoRa网关支持免授权频段EU433、CN470、EU868、US915。南京大鹏环境网关设备
LoRaWAN网关与TTN服务器之间的协议通讯步骤:LoRaWAN(低功耗广域网络)是一种无线通信协议,用于连接物联网设备到网络服务器。TTN(TheThingsNetwork)是一个基于LoRaWAN协议的开放式、分布式网络服务器。当设备通过LoRaWAN协议与TTN网络进行通信时,它们之间会遵循以下协议和交互流程:1.Activation(***):在设备连接到TTN网络之前,它需要完成***过程。LoRaWAN提供了两种***方式:ABP(ActivationByPersonalization)和OTAA(OverTheAirActivation)。ABP***方式需要在设备和网络服务器之间预先共享的密钥,而OTAA***方式通过动态的设备和网络服务器之间的交互来完成***过程。2.JoinRequest(加入请求):在OTAA***方式下,设备会发送JoinRequest消息到TTN网络服务器以请求加入。该消息包括设备的***标识符(DevEUI)、应用标识符(AppEUI)和设备秘钥(AppKey)等信息。3.JoinAccept(加入确认):TTN网络服务器接收到设备的JoinRequest消息后,会发送JoinAccept消息作为确认回复。JoinAccept消息中包含设备的网络会话密钥(NwkSKey)和应用会话密钥(AppSKey)等信息。南京门磁网关方案单个LoRa终端占用的信道资源与终端占用信道的时间一致。
根据应用场景选择LoRa工作模式。不需要实时控制终端设备的,选择Class-A。省电,一节电池能用几年。例如智能水表、气表、智能井盖、智能垃圾箱等需要实时控制终端设备的,且延迟几十秒也无所谓的,选择Class-B。省电和控制取个均衡。一节电池也能用半年。例如路灯控制、牛羊定位器、农林大棚控制等。需要实时控制终端设备,且对延迟要求比较高的,选择Class-C,老老实实接电源吧。话说这种情况也不是LoRa的主打应用场景,用的很少。
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。内置UPS电源使网关在异常掉电情况下(连续阴天、停电等)仍然能正常工作。
LoRaWAN技术的局限性尽管上面列出了这项技术的许多巨大优势,但仍然存在许多局限性。让我们看看一些可能性:需要减少延迟(通常以毫秒为单位)和定义抖动的大数据有效负载、持续监控和硬实时应用程序与此技术不兼容。随着网关在大都市地区的部署,LPWAN技术(尤其是LoRaWAN)的发展带来了共存问题。开放频率具有易受干扰和数据速率差的缺点。LoRaWAN的正当利益LoRaWAN技术是物联网领域的一个新流行词。随着物联网不断扩展并变得越来越流行,我们了解任何新技术的安全性、优势和劣势非常重要。LoRaWAN在高成本5G过于昂贵的情况下实现物联网的能力,以及降低总体部署成本的能力,无疑使其成为一项***的技术。但是,必须针对您的特定用例仔细权衡其其他优点和限制。LoRa技术本身拥有超高的接收灵敏度(RSSI)和***信噪比(SNR)。南京红外网关集成商
无线LoRa网关通过RS485、4G网络、以太网及WIFI方式向上行设备传输数据。南京大鹏环境网关设备
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。南京大鹏环境网关设备
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