市场商机

在之前的文章中向大家介绍了LoRa终端OTAA与ABP入网方式工作原理区别介绍、在弱网区域下，LoRa终端的入网方式该如何选取。本文主要介绍了OTAA节点是如何入网的。此文来自小七老师，小七老师是腾讯云在线课堂物联网讲师。 OTAA,终端入网,LoRaWAN OTAA的全称是Over The Air Activation。它的入网步骤是这样的：节点发出的Join Request请求通过网关转发到服务器，也就是NS；NS会对该请求做一些判断处理之后，将Join Accept响应通过网关发送给节点。 网关的主要作用是将节点的数据与服务器的数据互相转发。服务器我们可以选择一些在线的服务器，比如TTN、腾讯云物联网开发平台等，我们也可以搭建开源的服务器，比如chirpstack，我们还可以购买一些已经内置了服务器的网关。 无论是TTN、腾讯云物联网开发平台、chirpstack还是内置服务器，基本上都是免费使用的。腾讯云物联网平台于2021年1月升级为部分收费的模式，1000台设备以内是免费使用的。 OTAA节点入网需要与NS有两次数据交互过程。一次是节点向NS发送join request请求，一次是NS向节点发送 join accept响应。在节点发送join request请求之前，我们需要准备OTAA节点的三个参数DevEUI、AppEUI和AppKey。在节点接收到join accept之后，节点需要成功解析join accept之后，才是入网成功，接下来对每一个步骤进行详细的说明。 对于OTAA节点，我们如何获取到DevEUI、AppEUI和AppKey这三个参数呢？有的厂商会在节点上贴一个二维码，通过扫描二维码可以获得这三个参数；有的厂商可以通过at指令来获取这三个参数，具体的at指令需要查看厂商提供的手册；还有的厂商只会将devEUI贴在节点上，然后将devEUI、appEUI和appKey通过其他方式发送给客户，以保证三个参数的安全性。 DevEUI就是节点的身份标识，就像我们每个人在企业中的工号一样。 AppEUI是应用ID，我们可以把AppEUI理解为企业中的部门名称。刚刚我们在前面提到过的几个NS服务器中，如果使用TTN服务器，需要配置AppEUI；如果使用腾讯云物联网平台或者chirpstack的话，对于AppEUI这个参数节点可以设置为任意值。 AppKey是节点用来计算会话秘钥的，节点使用AppKey从join accept中计算出会话秘钥NwkSKey和AppSKey用于节点入网成功之后的通信，这就是一个完整的入网请求流程。 节点发送Join request请求，通过网关透传转发给NS服务器。NS判断请求是否合法，合法的情况下，NS下发join accept消息到网关，网关再将消息发送给节点。节点收到join accept之后会从join accept中解析出devAddr、appSKey和nwkSKey，之后节点就可以使用解析后的这三个参数对数据进行加密发送给NS了。 我们通过举例说明Join request请求的报文格式，一个join request请求中包含了节点的AppEUI参数、DevEUI参数还有一个随机值参数，叫做DevNonce。 在LoRaWAN协议中，第一个字节称为Mac Header标志，简称为MHDR，用来表示消息类型。00固定表示这是一个join request消息。第二到第九这8个字节固定填充AppEUI，第十到第十七字节固定填充DevEUI，第十八十九字节就是一个随机值DevNonce。最后四个字节是对AppEUI、DevEUI和DevNonce这部分数据计算出的校验值。注意DevNonce这个参数，很多做开发的朋友踩过一个坑，都与这个DevNonce有关，等会儿和大家分享。 一个完整的Join accept消息格式如下。第一个字节是我们刚刚提到的MHDR协议头，Join accept消息的协议头固定是十六进制的0x20。然后依次是AppNonce，它是NS生成的一个随机数；NetID是NS的一个参数，可以简单理解成NS的ID；DevAddr就是NS为节点生成的一个短地址，节点Join成功之后DevAddr就成了节点在NS上的唯一身份标识，同一个NS中不会出现两个相同的DevAddr；DLSettings中配置了节点两个接收窗口的接收速率参数；RxDelay中配置了节点在发送数据完成之后间隔多长时间打开第一个接收窗口，这个值默认都是1秒；CFList是一个可选参数，它可以更改节点在入网成功之后的通信信道信息。 NS下发给节点的join accept消息是加密消息，需要节点先使用appKey解密之后才能拿到明文的JoinAccept报文。然后节点再使用DevNonce、AppKey和从Join accept中解析出来的appNonce计算出两个会话秘钥nwkSKey和appSKey。 一个完整的OTAA流程的交互报文我们已经介绍完了，在实际的使用中，大家在刚刚接触LoRaWAN的时候很容易遇到入网不成功的问题。入网不成功有多种可能的原因，将原因主要总结为以下三点： 第一，在NS上注册的节点三参数与节点配置的三个参数不匹配导致。如果devEUI或者AppEUI配置不一致的话，服务器就不会下发Join Accept消息；如果AppKey配置不一致的话，就会导致节点无法成功解析Join Accept消息。这个不匹配主要是人为因素，一般是因为用户将参数填写错误导致的，相对容易排查到。 第二，节点发送的Join Request请求网关没有接收到，一般是硬件故障或者是环境导致无线信号特别差引起的。硬件出现故障的概率比较低，一般需要重点检查是不是无线信号较差，可以考虑将节点与网关的距离设置的近一点、或者尽量清除节点与网关之间的障碍物，然后再进行尝试。 第三，还有一个很少见的原因也极不容易排查到。很多开发者可能在刚刚学习阶段会将Join Request中的各个参数在代码中写死，Devnonce在代码中设置成了固定值，这种做法，将导致第一次Join成功之后再重新Join始终无法成功，这就是我们前面提到的Devnonce引出的一个坑。 NS会有一个缓存机制，会保存同一个节点每次Join request消息中的Devnonce，在一定时间内，如果同一个节点入网请求消息中的Devnonce与NS缓存中的Devnonce雷同，那么NS会拒绝该终端的本次入网请求。NS这么处理是为了保证节点的数据安全性。只要更改Devnonce的值，节点就能重新成功入网了。 在接下来的文章中，将会继续分享更多的LoRa相关知识，希望大家持续关注我们。

5G元年，AIoT大热，智能家居被证明将带领人们走向革命性的未来。而在这条赛道上，前瞻者方能早遇芳华——那批提前占据了市场入口和用户心智的智能家居企业，将最早享受到智能家居行业爆发的红利。 JIANSHU简舒，由深圳市金安科技有限公司创立，成立于2011年，是一家专注于安全智能家居系统研发、生产、销售为一体的国家高新技术企业。简舒坚持以科技缔造生活为品牌使命，通过物联网、人工智能、云计算等技术，为用户创建更安全、更简洁、更高效的居住环境，成立至今已拥有50多项技术专利及30多项外观专利。 第47届中国家博会(广州)即将拉开帷幕，在此之前，展会方携手77度全球家居新媒体对深圳市金安科技有限公司总经理刘长明先生进行展前专访。作为一家有别于传统家居企业的智能家居企业，看简舒如何以智能科技演绎生活，诠释未来。 开局：深入产品研发，瞄准年轻市场 作为一家科技型企业，研发创新是生存发展的核心。 2020年，简舒在智慧社区整体研发上做出了更多的投入，其中包括构建简舒智能硬件生态圈、搭建智慧社区综合管理SaaS 平台，以及加大对NB-IoT网络硬件终端产品的研发力度。值得一提的是，简舒自主生产研发的NB-IoT门窗探测器被大面积应用到疫情隔离系统中，为全国疫情隔离工作做出了重要贡献。 刘总表示，此次展会，简舒将主要展示其全新的BlitzMesh，是为智慧照明、智能家居、智慧酒店、智慧社区定制开发的无线网状去中心化mesh协议，配套定制优化的模块，可以无需外部MCU完成智慧照明的3路调光控制、最多8路开关控制等功能，为智慧照明成本最优提供坚实的软硬件基础。 BlitzMesh单个模块在不跳转通讯的前提下，空旷距离可达500米，多级mesh数据跳转后，理论可以无限远，配套球泡，筒灯，射灯，磁吸灯，梯步灯，面板灯，各种外观的开关节后陆续上市。 此外简舒LORA无线协议的全屋智能家居也全面升级为LORA MESH可跳转无线全屋智能家居系统，升级后的新LORA MESH系统传输距离更远，传输性能更稳定，是大户型全屋智能家居系统的首选方案。 “2021年是智能家居市场必将爆发式增长的一年，也是JIANSHU简舒全宅智能家居系统布局线下体验店的关键元年。”刘总说到。 在过去的几年里，智能家居的终端销售市场一直没有达到市场期望的指数型增长，但是在2020年智能家居市场得到了快速增长。在此背景下，简舒洞察到市场发展的契机，打造出完整的一套超远距离LORA无线传输协议的全屋智能家居系统。 该系统能够给用户带来全新的智能体验，改变智能家居行业ZigBee一统天下的局面，使得LORA全新的无线传输制式在智能家居行业领域得以落地。 智能化让生活更便利，正好符合年轻人追求标新立异、定制化轻奢小资生活情调的趋势。以80后90后为代表的新消费人群，追求定制化和个性化的家装设计。 80后与90后的年轻人日渐成为家装行业消费的主力军，他们追求品质生活和个性化的家装设计，追求简约而不简单、低调却又奢华，他们的设计需要充分彰显其个性与特立独行。 简舒智能化家装，越来越受到年轻家庭的青睐，因为它不仅是年轻群体对品质生活的追求，更是其精致生活和品位的体现。 变革：跨界合作成趋势，强化自身求突破 “近几年，传统的家居企业正面临着互联网直销模式带来的巨大冲击，寻找差异化发展成为传统家居企业和传统家居渠道经销商的必经之路。” 刘总谈到，当互联网平台将巨大之手伸入到传统的家居行业后，建材家居产品的利润越来越薄，产品价格越来越透明，这种情况下，智能化家居成为了传统家居企业的首选，跨行业合作将成为未来发展的主要趋势。例如，在全屋定制行业，很多产品如衣柜等如果能注入智能自动化元素，将会极大的增加产品的附加值和安装门槛，使得其不可替代性更强，也增强了其服务性不可替代的元素。 目前，国内智能家居企业处于发展的初始阶段，与国际智能家居企业无论是从规模还是研发实力都还有较为明显的差距。对于国内中小型智能家居企业而言，想要冲出国门，能在国际智能家居行业有一席之地，首先就是要优化自身的产品。 从产品的外观设计、功能设计、到系统的稳定性以及用户体验都需要加强优化，不能追求短平快，而是需要以更长远的目光设计产品。从产品的底层架构到上层SaaS 云平台设计都要以更具优势的长远目光来设计产品，从而才能在众多智能家居企业中脱颖而出。 “产品始终是一个企业发展的灵魂，没有一个好的，受大众用户喜爱的产品，企业的根基就不稳，这也是为什么简舒投入大量的研发人员和资金优化LORA智能家居系统的原因。” 刘总认为，后续随着国内智能家居企业的不断发展，其产品也会越来越精致，性能也会越来越稳定，但总体而言，国内智能家居企业最大的竞争优势还是在于价格成本。由于国内智能家居企业生产成本较低，只要能在技术和产品工艺方面有所突破，未来必定能在国际范围内占有一席之地。 破局：从“外”到“里”，求变方有未来 时间总在刹那之间，送走了不平凡的2020年，迎接了崭新的2021。刘总谈到，在经历此次疫情过后，是简舒意识到国内业务体系的重要性。 深圳市金安科技有限公司是一个出口型企业，在过去的十年，公司的发展重心一直在智能安防产品的出口业务上，一旦受到疫情的冲击，对于公司的整体销售额将造成重大冲击。 因此，在未来的2到3年内，公司在保持原有的出口销售渠道不变的情况下，会加大国内销售业务和销售渠道的拓展，“两条腿走路才会走的更稳”刘总强调。 “机会是给有准备的人”，所以对于简舒智能家居来说，修炼内功做好产品是重中之重。虽然媒体传播的扁平化，让优秀的产品越来越快的被大众消费者所认知，但体验不佳的产品也会因网络传播的便捷性而加速口播恶化。 刘总说到，目前最大的机遇就是智能家居行业还没有一个领导性的品牌，目前整体还处于一个群雄逐鹿的时代，简舒只有优化好系统的稳定性和创新性，并得到市场快速的验证，才能够脱颖而出。 但是，这一过程中还有一个最大的挑战，那就是产品本身。未来的3到5年智能家居行业都处于一个洗牌阶段，如果简舒的产品在创新性和系统的完整性上没有突破，就等于给了竞争对手一个可乘之机。信息化和科技时代意味着不进则退，因此优化产品，做好用户体验将是简舒智能家居后续发展道路上的重中之重。 “未来3到5年中国家居产业面临着一个大洗牌，互联网平台对于传统家居品牌同质化产品有着重大的冲击，传统企业要破局必须寻求改变，走一条差异化之路，传统家居企业与智能家居企业深度合作也就成为了未来3到5年中国家居行业的发展趋势!”

在中国，农业作为最古老的产业之一，已有着数千年的发展历史，是我国的国民经济基础，也是中国走可持续发展战略的最根本保证。但近年来随着我国经济结构的调整，进城务工人员越来越多，导致农业劳动力日益紧缺，化肥、农药不合理使用，水资源短缺等问题突显，农业可持续发展面临严峻的挑战。如何实现农业精细化、绿色化和可持续化发展是我国乃至全球范围内亟需解决的关键问题。 中国作为世界第一人口大国，粮食安全对社会稳定有着巨大影响，数年来中央连续发布以“三农”为主题的一号文件，凸显“三农”问题的重要性，强化科技创新驱动，引领现代农业加快发展。 随着LoRa等物联网技术日益成熟，传统农业与现代信息通信技术相结合形成智慧农业，从而实现无人化、自动化和智能化管理。据预测，到2050年，智慧农业将会把粮食产量增加70％，可有效解决全球粮食短缺问题。 厦门星纵智能科技有限公司（以下简称“星纵智能”）作为国内领先的智能物联网（AIoT）产品与解决方案提供商，以前沿的物联网通信与人工智能为技术核心，充分运用LoRa技术，推出了基于LoRaWAN?的传感器、网关、电磁阀控制器、多功能数据采集器等多款产品。这些产品已远销全球129个国家和地区，广泛应用于智慧城市、智能交通、智慧安防、智慧办公以及智慧农业等领域。 为了提高粮食质量和产量，并将农业工作者从繁重的体力劳动中解放出来，星纵智能提供了一套基于LoRa的智慧农业解决方案，可实时监测农业应用。LoRa无线传输技术凭借其低功耗、覆盖范围广、易部署等特点，以及“自组、安全、可控”的特性，使其在智慧农业场景中得到广泛应用。本文将对星纵智能LoRa解决方案在农业中的不同应用进行介绍。 l  基于LoRa的智能农业灌溉系统 农作物的生长离不开水的灌溉，然而过多或过少的灌溉都会影响其生长，而且过多的灌溉还会对水资源造成极大的浪费。星纵智能推出基于LoRa的智能农业灌溉系统，将光照、二氧化碳、土壤温湿度电导率、投入式液位等传感器以及多功能数据采集器安装在农田中，采集农作物的环境数据，并通过基于LoRaWAN?的基站网关将数据呈现在星纵云平台中，实时监测并分析农作物生长的环境状况，从而进行智能决策，提高农作物的产量。 为了科学有效地管理农业用水，星纵智能将基于LoRaWAN?的电磁阀控制器安装在水阀上，当传感器监测到土壤水分不足时，星纵云及时告警，并联动触发打开水阀开关，对农作物进行灌溉；当水分充足时，触发关闭水阀，停止灌溉。通过联动控制的智能灌溉，可以有效控制水资源浪费，同时还可降低人力成本，显著提高农作物灌溉效率。 图1：澳大利亚客户采用星纵智能基于LoRa的智能农业灌溉系统 图2：星纵智能开发的智能农业灌溉系统方案图 l  基于LoRa的智能茶厂解决方案 中国作为全球产茶大国，茶叶的生产也急需将传统技艺与现代技术相结合。在制茶的过程中，制茶环境中的温湿度和空气含氧量对于茶叶的发酵与干燥过程至关重要。在本方案中，将温湿度传感器安装于炒茶机内部不同的位置，实时监测炒茶机内部不同位置的温湿度值，实现对炒茶过程中温湿度的把控，使茶叶均匀受热，确保茶叶品质。同时将传统的含氧量传感器与温湿度传感器通过RS485与基于LoRaWAN的多功能数据采集器对接，采集茶厂的温湿度和含氧量情况。另外，通过接触式的PT100温度传感器，监测炒茶机内部中心部件的温度值，实时监测炒茶机内部的温度，避免炒茶机因为工作时间过长，引起零部件过热乃至损坏。以上采集到的数据都将通过LoRa将数据发送至网关，最后网关将数据转发到星纵云进行分析，判断当下的环境温湿度和含氧量是否适宜，以及炒茶机是否可以正常运作。 用户可通过星纵云和手机App对环境数据进行实时监测与查看，还可以在云平台设置告警值。当监测到的数据超过阈值时，星纵云将立即通过手机App和邮件推送告警信息，用户可以及时根据实际情况做出调整，在保证茶叶质量的同时还可以避免生产工艺管理不当带来的损失。 图3：采用星纵智能方案的福建三仰峰茶厂 图4：星纵智能开发的智能茶厂系统方案图 l  基于LoRa的智慧畜牧养殖系统 畜牧业对环境有着更高的要求，温湿度、空气、光照、食物量的变化都会对畜禽的健康生长产生较大的影响。为此，星纵智能开发了一整套基于LoRa的智慧畜牧养殖解决方案，可在全面提升养殖业效率的同时，为养殖户提升经济效益。目前，这种基于LoRa的智慧养殖系统已经得到广泛的应用。 通过将星纵智能的LoRa温湿度、氨气、硫化氢、二氧化碳、一氧化碳、光照等传感器放置在畜禽舍内，可采集温湿度状况、有害气体浓度等环境数据；同时，可通过LoRaWAN?多功能数据采集器对接传统的发情监测、疫病监测等传感器，采集畜禽自身健康状况数据；另外，通过超声波测距传感器可精准测量自动喂食器的饲料塔和水塔的余量。 最终，所有这些环境、畜禽和喂养数据都通过星纵智能LoRaWAN基站网关上传到星纵云，呈现可视化可分析的管理数据。一旦监测到有任何异常数据，星纵云会立即向用户发送告警，养殖者可及时调整通风、增添饲料，保证畜禽处于健康、舒适和合理的养殖环境中。 图5：采用星纵智能提供的智慧养殖系统的荷兰养猪场 图6：星纵智能提供的基于LoRa的智慧畜牧养殖方案图 l  基于LoRa的智慧水产养殖业解决方案 水位、水温、水质对于水产养殖至关重要。超声波测距传感器可采集水位高度，PT100温度传感器可采集水温，LoRaWAN多功能采集器可采集水质电导率、水质PH、溶解氧和氨氮等传感器数据，当水位或水温数据出现异常时会通过LoRaWAN电磁阀控制器联动水阀或水温控制设备，从而使养殖场水量充足或水温保持在合适的温度；当水质出现异常时，星纵云会立即发送告警信息，使养殖者及时做出相应的处理，确保水产品的质量和产量。 图7：水产养殖场 图8：基于LoRa的智能化水产养殖场系统图 厦门星纵智能科技有限公司总经理沈伟宏表示：“星纵智能多年来致力于智能物联（AIoT）解决方案和产品的研发与生产，通过与Semtech这样全球领先的公司合作，我们基于LoRaWAN技术，推出了多个系列的产品和AIoT解决方案。LoRa技术的低功耗、广覆盖、传输距离远、无需布线、易于建设和部署的特点完全适用于智慧农业，我们为这些方案和产品能够帮助农牧渔业者提升效率和生产更好产品而自豪。” 星纵智能基于LoRa的解决方案和产品除了在智慧农业中有广泛应用以外，它们还被广泛应用在智慧城市、智能交通、智慧安防、智能建筑和智慧办公等诸多智能领域，而且远销至欧美、亚太、中东、非洲等市场。 Semtech中国区销售副总裁黄旭东表示：“很高兴看到星纵智能推出的多款可用于智慧农业的LoRaWAN产品与解决方案，它们充分利用了LoRa物联网技术的特性，为农业提供了智能化管理，在提高农牧渔业产量的同时还节省了大量劳动力。我们将继续与生态伙伴携手努力，在智慧农业领域探索更大更广的应用发展空间。”

在之前的文章中为大家介绍了如何将LoRa节点添加到TTN服务器上并以OTAA方式入网TTN？现在为大家介绍在弱网区域下LoRa节点入网方式OTAA与ABP该如何选择，此文来自小七老师，小七老师是腾讯云在线课堂物联网讲师。 LoRa终端两种不同的入网方式，在LoRaWAN协议中，它们分别称为OTAA和ABP。在上一篇文章LoRa终端OTAA与ABP入网方式工作原理区别介绍中，似乎全都是OTAA的优点，是不是ABP就没有一点优势了呢？ ABP在某些特定场景下是比OTAA更有优势的，比如下面我们要介绍的弱网区域。弱网区域，顾名思义就是网络覆盖信号较差的区域。比如网络覆盖的边缘区域，或者一些障碍物较多，还有一些其他严重影响网络信号的区域。 在LoRa网络中，网关的接收能力是要大于终端的接收能力的。在弱网区域，网关还有可能接收到终端发送的数据，但是终端不一定能够接收到网关发送的数据。 OTAA终端在弱网区域的表现能力就相对较差。在弱网区域，虽然网关有可能接收到终端发送的JoinRequest入网请求，但是通过网关转发的JoinAccept请求，因为信号质量的问题，终端却不一定能接收到。OTAA终端无法入网的情况下，就无法获取到三个加密参数，导致OTAA终端无法工作。 而ABP终端在弱网区域的表现能力是强于OTAA终端的，因为ABP终端不需要执行入网操作，它可以不需要服务器给它下发任何消息。ABP终端配置了三个加密参数，所以ABP终端可以直接工作。 接下来的系列文章里我们还将和大家分享网络上常见的一些关于节点入网的错误知识更正，分享更多LoRaWAN相关知识，敬请期待。

在之前的文章中介绍了如何将LoRa节点添加到TTN服务器上并以OTAA方式入网TTN？，现在为大家介绍LoRa终端两种入网方式OTAA与ABP工作原理的区别，此文来自小七老师，小七老师是腾讯云在线课堂物联网讲师。 OTAA，ABP，LoRa终端,入网方式 LoRa终端两种不同的入网方式，在LoRaWAN协议中，它们分别称为OTAA和ABP。OTAA的全称是Over The Air Activation，中文意思就是空中激活方式；ABP的全称就是Activation By Personalization，中文意思是个性化激活。 OTAA的终端入网流程相对比较复杂，而ABP终端简化了入网流程，从安全性上来说OTAA终端的安全性相比于ABP终端要高一些。 对于不同入网方式的终端来说，通电并不代表节点已经入网了，终端要正常工作，必须要获取到三个加密参数，这三个加密参数分别是：DevAddr、NwkSkey和AppSkey；而OTAA终端配置的是另外三个参数，这三个参数分别是：DevEUI、AppEUI和AppKey。 OTAA终端需要向服务器发送JoinRequest请求，也就是入网请求，服务器处理完入网请求会向终端发送JoinAccept，也就是入网应答，终端成功接收到服务器下发的JoinAccept之后，OTAA终端这时才是入网成功了，此时OTAA终端就可以从JoinAccept中计算出DevAddr、NwkSkey和AppSkey这三个加密参数了。有了这三个加密参数，终端就可以正常工作了。 对于ABP终端来说我们是直接三个加密参数DevAddr、NwkSkey和AppSkey配置给了ABP终端，ABP终端可以直接使用这三个加密参数来工作。当ABP终端成功发送了第一条数据之后，我们就认为ABP终端入网成功了。 我们了解了OTAA终端和ABP终端的入网方式之后，下面来说说为什么OTAA终端相比于ABP终端安全性更高一些。 从前面的介绍我们了解到OTAA终端需要执行一次入网过程之后，才能获取到对应的三个加密参数DevAddr、NwkSkey和AppSkey；OTAA终端每执行一次入网操作，这三个加密参数也会相应的随机变化。 ABP终端是直接配置了三个加密参数DevAddr、NwkSkey和AppSkey，也就是说对于ABP终端这三个加密参数是永远不会改变的。对于OTAA终端我们可以根据需要在适当的时候重新执行入网操作，动态更改加密参数，这就像我们的银行卡密码一样，定期修改银行卡密码可以提高我们银行卡的安全性，所以OTAA设备相对来说比ABP设备安全性更高一些。 接下来的系列文章里我们还将跟大家分享弱网区域下OTAA和ABP入网方式的对比，还有网络上常见的一些关于节点入网的错误知识更正等等，敬请期待。

成都博高信息技术股份有限公司利用Semtech的LoRa器件和LoRaWAN协议打造了“博高电管家”智能充电方案，可对电瓶车、电动自行车充电进行远程监控和智能管理，有效避免因过载、短路等引发的安全隐患 随着社会的发展，城市的交通拥堵问题日益凸显。为了出行方便，节能减排的电瓶车、电动自行车成为许多人的出行选择。不过，电瓶车虽具备经济、节能、便捷等优势，却也存在一个短板——续航里程不长。因此，多数电瓶车用户都有在公共场所进行快速充电的需求。 为了满足广大电瓶车用户的需求，很多公共场所，如居民小区、工业园、科技园区、校园、商场、写字楼等都在特定位置安装了充电桩。然而，这些传统的充电桩在安全、收费、人员管理等方面存在种种弊端，对用户和运营方都不是最理想的选择。寻找一种智能、安全、便捷的充电方案代替传统的充电桩成为当务之急。 为了解决传统充电方案中的诸多问题，博高信息推出了基于LoRa通信技术的智能充电解决方案，其网络架构图如图1所示。整个系统包括博高信息自主研发的“博高电管家”智能充电设备和博高电管家云平台、基于LoRaWAN协议的网关、II型采集器、核心网服务器程序和智能电表。 图1 博高信息智能充电解决方案网络架构图 该智能充电方案的核心是“博高电管家”智能充电设备(图2)，该设备内置LoRa芯片，遵循LoRaWAN协议，配合基于LoRaWAN的网关和博高电管家云平台使用，可以实现充电计量、开关控制、扫码付费、远程监控等功能，进而可实现对电瓶车、电动自行车充电进行远程智能管控。目前，“博高电管家”已被广泛应用于社区、园区、写字楼、综合市场、商场、工厂、医院、学校等公共场所的非机动车停放场地。 图2 “博高电管家”智能充电设备 由于采用了LoRaWAN物联网技术，相比传统的充电插板和投币式充电桩，博高信息智能充电解决方案在充电设备、充电过程的管理和控制方面实现了极大的改善。该方案具有以下功能特点： 1)精准安全保护：充满自停，保护电池，延长电池使用寿命;内置电流监测电路，遇过载、短路、漏电等异常情况可自动断电;无人化管理，避免乱拉电线，可防止触电并消除火灾隐患; 2)支付方便，人性化设计：微信/支付宝直接充值充电，也可刷卡消费，无需自备硬币。设备提供语音操作提示和LED高亮显示，便于用户操作和查看。 3)远程监管，放心消费：用户可随时随地查询电瓶车充电状态，包括充电时长、充电进度、计费方式、费用金额、历史账单等，并可及时收到充电异常告警信息，降低用户对充电电量和资费的焦虑，改善充电体验。 4)多种计费模式：临充计费、包月计费、按电量计费、按功率计费，解决用户收费不平等的问题，同时提高运营方的整体充电收益。 5)用户利益保障：插头拔出插座后秒断电，有效防止窃电;可根据充电功率自动判断收费标准，收费公平合理;具备断电记忆功能，停电后再次上电可以自动启动断电前的充电状态，避免因误拔抽头导致用户充电费用被浪费的情况;充电设备因故掉线时，IC卡刷卡即可充电，不影响用户日常充电和骑行。 6)平台化管理：当运营方通过云平台监测到用户扫码或刷卡后，将通过“核心网服务器程序—基于LoRaWAN的网关—博高电管家”途径对设备开电，并实时监测充电过程。运营方还可通过各类使用数据报告、状态报告掌握整体充电过程和收入情况，并据此对收费策略和设备部署数量进行调整和优化，提升充电设备的使用频率和投资回报率。 7)小程序管理：运营方可通过手机小程序实现设备实时监管、通过一个账户管理所有停车场、自定义收费方案、查看用户数据以及在线控制站点设备等，从而极大提升运营方的车场管理水平和响应速度。 8)安装维修方便：设备采用分体式设计，安装运维简便，即装即用，免调试;任意安装，不受布线影响;网关覆盖范围内最多可连接几百台设备;可对设备状态进行独立监测，损坏后可单个更换。 除上述功能特点外，博高电管家云平台还同时支持智能停车和智能充电，为非机动车无人值守管理提供一站式解决方案，运营方可选配车场智能门禁系统、基于LoRaWAN的烟感等设备，提升非机动车车场的整体安全级别。同时，部署此智能充电方案相当于在基于LoRaWAN网关的覆盖范围内搭建了企业级LoRaWAN专网，后续可视情况接入其他LoRaWAN硬件设备，如温湿度传感器、红外传感器等，实现更多增值应用，一次部署，长期受益。 “通过采用Semtech的LoRa器件和LoRaWAN协议，‘博高电管家’智能充电方案具备了多方面的优势，例如，无需依赖运营商，易于建设和部署;网关覆盖范围广，可管理多个设备，等等。”博高信息物联网事业部总监蒋洪斌表示，“此外，还具备很好的扩展性，未来可以根据需要在网关覆盖范围内轻松地添加配电室智慧监控、新能源汽车有序充电、地下室水浸监测等增值应用。” “博高信息的智能充电方案不仅积极响应了公安部和国务院应急管理办公室发布的规范电动自行车充电火灾防范的相关政策，杜绝了相关场所的充电火灾隐患，同时积极响应了国家对智慧社区的推进政策，让物业有更加先进的物联网技术来管理车场。目前我们的智能充电产品已在四川省的大部分城市，以及江西、广西、贵州、云南、海南等地批量投入使用。” 博高信息业务拓展经理何兆宇补充道。 Semtech中国区销售副总裁黄旭东说：“博高信息是LoRa联盟(LoRa Alliance?)的正式成员，长期专注于低功耗广域网技术和LoRa应用的研发。很高兴看到他们推出基于LoRa的电瓶车智能充电方案，为社会大众带来安全、便捷的充电方式。” 博高信息的智能充电方案也是对国家新基建规划的积极响应。通过利用物联网技术改造电瓶车充电这一应用场景，该方案有效提升了用电安全，实现了用电用户、运营方和物业机构的三方共赢，同时也为将来扩展至新能源汽车有序充电方案奠定了基础;此外，在宏观方面，同时兼顾了供给侧和需求侧，实现了能源的合理利用和民生的有效改善。