关于LoRa和物联网你需要知道的一切

LoRa / LoRAWAN指南，作为进入物联网领域的低功耗广域网(LPWAN)领导者的新兴通信技术。我们正在进入一个Wi​​Fi和蓝牙可能不再是物联网(IoT)应用的最佳通信技术的世界。物联网每年都在增加。专家预计到2025年将有750亿台连接设备。为了支持这种令人难以置信的带宽需求，新玩家已进入物联网领域。对于许多行业，包括供应链，农业，医疗保健，能源和城市规划，低功耗广域网(LPWAN)更适合。人工智能长期以来一直是开发人员从事高性能计算和基于云的系统的工具。人工智能改变了网络监控方式，电子邮件扫描方式，甚至是我们与手机和设备交互的方式。虽然AI和机器学习总是感觉像是一个生活在实时嵌入式系统之外的遥远工具，但机器学习正在基于微控制器的系统中实现，事实上，它已经存在!

低功率广域网，也称为低功率网络或LPWAN，是无线电信网络。与WiFi和蓝牙相比，LPWAN因其能够使用未许可频谱在令人难以置信的远程距离上传输小数据分组而闻名。虽然不适合视频通话和玩视频游戏等事件，但LPWAN对于涉及长距离传输少量数据的低功耗传感器的大型应用而言更是如此。例子包括农业领域的自动浇水机，工业建筑中的智能照明以及与智能电表相关的传感技术。

LoRaWAN引起市场关注的原因有两个：第一，它是目前LPWAN应用最强大的技术。其次，它已广泛应用，在100多个国家拥有100多家运营商。

最受欢迎的新物联网通信技术之一是LoRa(“长距离”的缩写)，它在LoRaWAN网络协议之上运行(稍微更多内容)。

LoRa是一种无线电调制技术。Semtech是LoRa设备和服务的主要提供商，该技术基于啁啾扩频技术(CSS)。除此之外，该公司还密切关注物理层规范如何结合在一起。我们所知道的是这种技术是平台所达成的令人印象深刻的通信距离(世界纪录是436英里)的原因。根据Semtech的说法，单个LoRa基站可以连接到距离农村地区超过15-30英里的传感器。

负责大规模部署LPWAN的非营利性协会LoRa联盟首席执行官兼首席执行官Donna Moore说：“LoRaWAN非常适合需要少量数据的长距离，低功耗，低数据带宽传输。无论是远行还是难以到达的地方，如地下，混凝土或密集的城市环境。“摩尔通过电子邮件告诉设计新闻，LoRaWAN被部署在各种各样的垂直行业，包括城市，工业，农业，物流和公用事业是因为“其灵活性，演示性能和固件无线更新能力”。

LoRa是专有的。希望使用该技术的公司必须购买支持LoRa的芯片，这些芯片将使设备能够连接到LoRaWAN网络。这可能使得从大规模制造业的角度进入市场变得禁止。如果您需要LoRa连接芯片，则必须通过Semtech或其授权合作伙伴或许可证持有者。LoRa联盟目前拥有500多家公司，摩尔表示，这个广泛的成员生态系统为企业提供了多种解决方案供您选择。LoRa联盟还提供认证计划，以确保其成员解决方案之间的设备互操作性。

重要的是要理解LoRaWAN和LoRa不是同义词。LoRaWAN是物理层之上的媒体访问控制(MAC)层协议，它定义了设备的通信协议和系统架构。简而言之，它是所有LoRa设备运行的网络。

所有地区的LoRaWAN链路层规范都是相同的。然而，每个区域可以在设备的物理层的属性上不同。这些连接的设备不是特定于网关的。相反，消费者可以获取任何经过认证的LoRaWAN设备并相信它将执行必要的任务，例如过滤掉冗余消息并保持低功耗。当然，LoRaWAN与LoRa技术合作，但利用LoRa联盟成员生态系统提供从芯片到云的各种供应商选择。市场上已有许多LoRaWAN设备已准备好与云配合使用。

其他LPWAN技术

LoRaWAN目前可能是最受欢迎的LPWAN技术。也就是说，重要的是要注意它不是市场上唯一的技术。

NarrowBand物联网(NB-IoT)是一种支持更复杂细胞功能的细胞级技术。这种先进的功能是以低功耗为代价的。它不像LoRaWAN那样强大，但由于它依赖于4G网络，一旦基础设施普及，预计它将变得广泛可用。

SigFox是物联网通信领域的另一个参与者。它是第一家在低带宽网络上创建LPWAN的公司。该技术尚未广泛部署，但可用于其低成本无线电模块和端到端模块的研究目的。此外，SigFox是一个专有网络，非常类似于移动运营商模式，用户必须支付SigFox才能访问。这与开放的LoRaWAN模型形成鲜明对比，任何人都可以建立网络供公共或私人使用。

氦气是该领域的新手，值得一提。它是一家开发自己的开源LPWAN的初创公司，类似于LoRaWAN标准，可以免费访问低功耗网络。它的网关已经可以购买，该公司已直接与企业合作创建智能宠物项圈，智能公寓和物联网农业农场等产品。

毫无疑问，LoRa技术实现的通信范围令人印象深刻。使用单个网关发送超过400英里的小数据包的能力可以与竞争技术相媲美。也就是说，由于技术的限制或初创公司的芯片成本，它并不适合所有技术。对于短距离连接，蓝牙，ZigBee和WiFi等技术可能是最佳选择。

还有加速部署的5G需要考虑。许多工程师都会想知道5G如何在物联网通信生态系统中发挥作用。“从我们的角度来看，5G和LoRaWAN基本上适用于不同的应用，”LoRa联盟的摩尔说。“高带宽，低延迟应用需要5G，例如紧急服务，联网汽车和娱乐。然而，对于具有长电池寿命，小数据字节，长距离以及通过混凝土和钢材的深度穿透的无线连接，只有LoRaWAN可以容纳这些应用，这代表了约75%的物联网用例。

摩尔还补充说，LoRaWAN并没有带来5G左右的一些挑战。“LoRaWAN正在积极地部署在各种'智能应用程序中，并且没有令人信服的理由将这些应用程序迁移到5G，当它在未来广泛使用时，”她说。“此外，在致密化是一个挑战的领域，如智能城市，或无法获得蜂窝电话的地区，如农场，LoRaWAN非常受欢迎，因为它可以无限期地满足这些要求。最后，LoRaWAN提供了各种部署选项，特别是公共或专用网络，提供了预期5G不具备的灵活性。“