LoRa技术是怎样实现定位的

物联网应用的位置信息价值性和战略地位是非常高，一款物联网应用如果没有精准的定位功能，其他功能再强力也始终是美中不足的。在物联网应用中，包括汽车、物流、消费产品、保险、农业、建筑等领域，尤其是一些资产跟踪等的应用，对地理位置解决方案的需求非常高。

在移动通信技术中，定位技术是一个热门话题，因为它能为用户提供最方便、最快捷的位置服务。 在无线定位领域有许多的解决方案，其中就包括 LoRa这种基于无线的定位技术。 LoRaWAN以其低功耗、传输距离远、抗干扰能力强、易组网的特点获得了用户欢迎。 但是，也有很多人对 LoRa这种基于无线的定位技术是否能在复杂环境中正确定位表示怀疑。 下面就给大家介绍一下， LoRa是怎样实现准确定位的。

　　1、无线信号传播距离

　　无线信号在不同的介质上，传播距离是不同的。对于 LoRa这种远距离无线通信设备而言，当传输距离增加到一定程度之后就会出现衰减甚至断续现象。 由于 LoRa设备的发射功率较小，其发射能量通常集中在几微米厚的空间中。当设备与物体之间相隔较远时，接收到的信号就会被散射或反射回来，导致接收信号强度下降。 为了消除这些影响因素，就需要对接收数据进行处理才能准确地确定其位置。 在复杂的环境中正确定位是非常困难的一件事。

　　2、信道的影响：

　　①由于信道的衰落，导致接收信号的强度受到干扰，从而使 LoRa设备定位精度下降。 ②由于发射信号和接收信号是两个不同的信号，因此信道对定位影响可以用不同的方式来描述。 ③从干扰分析角度出发，由于 LoRaWAN使用两个独立、互不相干的信道来传输信号，因而在同一个地点接收到的无线信号可能具有不同的传播方向。 ④当接收到的无线信号强度不同时，其传播距离也会发生变化。 ⑤ LoRa设备对不同类型和环境等干扰敏感时，其输出功率也会有所变化。 ⑥为了消除信道效应而采用的方法有：信道补偿、多址接入、干扰检测等。 ⑦ LoRa定位精度受信道状态(如有无障碍物距离多少)，系统性能参数(如功率和发射功率)以及设备本身影响等因素影响。

　　3、用户设备的影响

　　如果用户设备不能准确定位，则会对通信网络的正常运行造成影响。 (1)如果用户设备没有准确定位，则可能会产生多跳通信的现象，多跳通信会使得用户设备间不能正常通话，导致网络中断。 (2)用户设备定位后不能正常运行时，就没有网络服务，影响工作效率。 (3)当用户设备定位后出现的通信中断或数据丢失时会导致大量数据无法有效恢复正常。 (4)如果出现故障的设备被及时发现并被及时修复，则可能不会造成太大的影响。 以上四种情况对 LoRa定位技术提出了挑战和要求。

作为一种窄带无线技术，LoRa是使用到达时间差来实现地理定位的。注意从终端节点到服务器的数据传输步骤，LoRa定位的前提是所有的基站或网关共享一个共同的时基。

当任何一个LoRaWAN终端设备发送一个数据包时，会被其所在网络范围内的所有网关接收，并且每个报文都将会报告给网络服务器。所有的网关都是一样的，它们一直在所有信道上接收所有数据速率的信号。

因此LoRa终端设备上没有开销，它们不需要扫描和连接到特定的网关。传感器被简单地唤醒，发送数据包，网络范围内的所有网关都可以接收它。

所有网关都会将接受到的相同数据包发到网络服务器，使用内置于最新一代网关中的专用硬件和软件捕获高精度的到达时间。网络服务器端的算法比较到达时间、信号强度、信噪比和其他参数来计算终端节点的最可能的位置。

为了使地理位置更准确，至少需要三个网关接收数据包。更多的网关、更密集的网络会提高定位精度和容量。这是因为当更多的网关接收到相同的数据包时，服务器芥酸算法会得到更多信息，从而提高了地理位置精度。

LoRa无线通信技术的出现使得无线通讯距离有了新的突破，为物联网应用带来新的发展空间，并且给一些需要远距离的应用提供了技术支撑。LoRa模块应用广泛，在远程抄表、安防系统、门禁系统、实时定位等领域都有应用。

Lora定位应用场景

LoRa是唯一无二的，只要终端节点与网络通信，就可以得到地理位置数据。正因为LoRa地理位置功能无需涉及GPS定位技术，可以实现最小尺寸、最低功耗、最低成本。目前LoRa地理位置功能开始被应用到各个行业和领域，如畜牧业、建筑、物流、保险行业等。

智能农场采用物联网平台和集成传感器的LoRa的节点，构筑完整的环境监测系统，监控农场关键环境参数，系统集合了牧畜的基本信息管理、牧企管理、检疫管理、牧场管理、定位报警监控、统计报表等功能。24小时监控农场，智能传感设备替代人工作业，大大降低人力成本，提高了所采集数据的准确性。牧民也可以通过APP搭建自己的围栏，关联牲畜。系统可以根据牲畜所在位置查看牲畜的出勤情况，如果牲畜不在围栏内，就会报警并向牧民发送信息。同时，牧民可以查看牲畜的基本信息、当前所在位置、健康状况，对牲畜进行导航和跟踪。

智慧园区，通过LORA网关与LoRa声光报、无线烟感、门禁、地磁、水浸、人脸识别、空气温湿度、光照、PM2.5等设备进行联动，终端数据信息上传至网关，网关则通过多种通信入网方式将数据入云。云端采用大数据分析园区采集上来的数据，实时显示园区现场情况，出现风险信息自动告警，管理人员收到告警信息后，可以远程控制现场的设备或者安排人员及时前往现场处置，将损失减到最小。实时监控园区综合事态，结合应急预案和智能终端，做到园区人、车、物、事件的可视、可管、可控。