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。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。南京无线压力网关厂家
LoRaWAN定义了网络的通讯协议和系统架构,而LoRa物理层能够使长距离通讯链路成为可能。协议和网络架构对节点的电池寿命、网络容量、服务质量、安全性、网络的各种应用服务质量等影响比较大。如果网关严格遵循LoRaWAN协议,至少可以带来如下3个好处:1)低成本,流量**LoRaWAN生态圈良好,开源设计,极大降低了设备成本;和WiFi一样,工作在非授权频段,不走运营商网络,流量**。2)标准化,互联互通LoRaWAN是国际标准,它实现各厂家设备的“互联互通”,这给用户带来了很大的灵活自主性。3)智能化,自带定位LoRaWAN的TDOA(到达时间差)可以实现较精确的定位(20-200米);不依赖于GPS/BLE/WiFi,因此,大幅降低硬件成本,实现更好的节能。南京消防水压网关设备与终端的发包频率、发包字节数以及LoRa终端的扩频因子息息相关。
LoRa适用场景 智能抄表:电表对功耗要求不高,两者都比较适合,但实际上电表的电磁环境恶劣,NB-IoT的下行覆盖能力相对有限,而LoRa更合适。水表、气表对功耗和成本要求极高,LoRa在技术和成本上有优势。对于不愿架设和维护网络的客户,NB-IoT更合适。智慧农业:对功耗和成本敏感,且一般蜂窝信号覆盖不足,LoRa具有优势。工业控制:因现场覆盖问题,一般更倾向于专网,LoRa具有一定优势,但NB-IoT也可有用武之地。资产和人员跟踪:一般要求广域覆盖,所以NB-IoT具有一定优势;针对厂区内局域应用LoRa则更灵活。智能建筑:一般为私有网络覆盖,且基于LoRa局域覆盖则更有针对性,LoRa具有优势。智慧城市:局域性的停车场,LoRa更合适。广域的路灯、井盖或移动电动车等,则依靠运营商的网络实施起来更简单,理论上NB-IoT可能更合适。但对于较恶劣的环境,如井盖有屏蔽环境,LoRa专网更能解决覆盖问题。环境监测:室外环境检测对功耗敏感,且很多场景没有蜂窝信号覆盖,LoRa具有优势。智能家居:一般都是私有家庭网络,NB-IoT无法使用,LoRa只有在一些大型别墅或2.4GHz频率干扰严重的环境中具有优势。
实现一个LoRaWAN网关容易,但是要长期运行,所需要挑战的是,成熟稳定!(1)处理异常经验表明,LoRa网关设备在使用过程中出现停机、接收CRC_FAIL=100%等异常现象,这些异常是需要细心处理的。比如说:在LoRaWAN设备长期稳定性测试(冒烟测试)中发现,SX1301会停机,这是因为SX1301接受到LoRa噪声,而引发的停机。所幸的是,当SX1301停机时,通过lgw_get_trigcnt()读取的值总是等于0x7E000000。这意味着,该异常是可以被检测到的。一旦检测到该异常,将EXIT进程packet_forwarder。Linux系统的systemd(初始化进程)会持续检测rime_gateway.service的状态,一旦EXIT,将重启该service。(2)长期稳定组建一个LoRaWAN物联网,365天x24小时的测试,统计网络稳定性。(3)生产工艺电磁兼容按照IEC61000-4标准设计,SMT高精度生产,金属机箱降低噪声,匹配天线,质量电源。无线LoRa网关全部采用工业级电子元器件。
LoRaWAN有多安全?LoRaWAN有一个用于网络的安全层和一个用于应用程序的安全层。应用层安全保证网络运营商无权访问**终用户的应用数据,而网络安全保证网络中的每个节点都是合法的。因此,LoRaWAN标准提供了两个加密层:1.终端设备和网络服务器交换一个128位的网络会话密钥。2.在应用程序级别,一个***的128位应用程序会话密钥(AppSKey)是端到端共享的。数据由节点加密,然后通过LoRaWAN协议再次加密,然后传输到LoRa网关。网关通过标准IP网络将数据传输到网络服务器。网络服务器使用网络会话密钥(NwkSkey)***LoRaWAN数据。然后它将数据发送到应用程序服务器,应用程序服务器使用应用程序会话密钥来***数据(AppSKey)。然后将加密添加到LoRaWAN通信协议中。然而,LoRa传输是基本的无线电波通信,无法自行加密。如果LoRaWAN设备通过无线***或OTAA连接到网络,则设备和网络之间会交换一个128位的AppKey。AppKey用于在设备发送加入请求时构造消息完整性代码(MIC),然后服务器将MIC与AppKey进行比较。如果检查成功,服务器会生成两个新的128位密钥:应用会话密钥(AppSkey)和网络会话密钥(NetSkey)(NwkSkey)。LoRa工业型网关还支持接入太阳能板,进行太阳能供电。南京水浸网关软件
如果网关和终端都使用一家公司的,私有协议可以工作。南京无线压力网关厂家
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。南京无线压力网关厂家
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