LoRa组网结构及应用领域

LoRa是一种低功耗远程无线通信技术,它是由法国一家公司Cycleo研发一种创新的半导体技术-LoRa,后面被美国一家公司Semtech(升特)收购，后续由Semtech公司基于这个LoRa技术,开发一种套LoRa通信芯片解决方案. LoRa后续通过LoRa联盟来开始覆盖推广普及。
LoRa网络主要由终端(内置LoRa模块)、网关(或称基站)、服务器和云四部分组成，应用数据可双向传输，如下图：

　　LoRa终端

　　LoRa终端是LoRa网络的组成部分，一般由LoRa模块、LoRa网关和传感器等器件组成。LoRa终端可使用电池供电，能够远程定位。每一个符合LoRaWAN协议的终端都能与符合LoRaWAN的网关直接通讯，从而实现互联互通。

　　在部署LoRa物联网应用时，需要有较强的技术基础，尤其是LoRaWAN协议，设计一个稳定可靠的产品系统，仍有一定的技术门槛。聚英电子作为物联网通信领航者，深入研发和创新，推出基于LoRa技术的低功耗终端，主要应用在智能抄表、智能停车、智慧农业、智能安防、智慧路灯等领域。

LoRa为什么功耗低？

　　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地听，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得多。例如LoRa发射的工作电流超过100mA，接收的工作电流仅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2G 4G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功耗低的核心原因。

　　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”。

　　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。

　　LoRa典型应用领域

　　LoRa技术因为其低功耗、深度覆盖、容易部署等优势使得其非常适用于要求功耗低、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、智慧油田、智慧社区等等应用和领域。

　　一、智能农业，对于智能农业，节约成本，了解农作物生长是十分有必要的，这时候就需要使用温湿度、二氧化碳、盐碱度等传感器来对农作物以及农产品的生长环境进行检测，了解农作物的灌溉以及生长情况，降低水资源和光资源的消耗，很多偏远农场牧场都并没有覆盖蜂窝网络，更不用说4G/LTE了，这时候使用LoRa技术搭建私有物联网就可以将农作物的数据定期上传，做到远程管理了

　　二、自动化工厂，工厂采用LoRa的网关或者基站进行信号覆盖，并且在工厂各个数据采集节点安装LoRa模块，这样就可以对生产时候的数据进行动态采集传输，再通过云平台或者私有平台将数据进行分析和优化，展现在生产管理人员的面前。

　　三、建筑行业，对于建筑行业来说，安全、环境、流程、物体状态等数据情况都是十分重要的，比如安传物联生产的LoRa智能腕表，佩戴在工人手上，即可向工人做到指令下达，数据回传，对施工现场做到好的管理，通过烟雾传感器、灰尘检测器即可对施工环境进行更好的把控、同时还可以使用振弦等传感器来进行建筑物的管理等

　　四、报警系统，使用LoRa与传感器的结合可以将各种智能终端(温湿度、烟雾、水浸、有害气体等传感器)进行连接，可灵活布置终端报警点，实现区域报警，遭遇问题可以快速上报，适合在不便于施工的历史建筑还有临时大型活动场所检测等场景。

　　五、停车管理，针对停车收费、信息反馈不及时等管理问题，通过LoRa物联网技术，在停车位上布设LoRa传感器，实时监控车位状况，全面管控车位使用情况。

六、智慧油田，利用各种在线的、实时测量的感知设备，诸如安装在油气水井、管道、油气处理、加工、储运设备上的各种仪表等信息传感设备，将传感器采集到的数据传输到企业服务中心和云平台，以实现智能化管理。

七、智慧物流，物流行业涉及的地域范围非常广阔，因此在选择网络时首先考虑的是低投入与高工作寿命。为了能够跟踪卡板以及确定货物的位置与状态，货运公司需要的是参与整个物流过程的设施均处于网络覆盖下，那么不仅要求网络节点足够经济性以便于大范围铺设，而且拥有机动性使其可以安装在运输工具上作为一个移动网关。LoRa低成本，高电池寿命，高机动性，以及在高速移动时通信的稳定性使得其能够在智能物流领域独领风骚。