LoRa,物联网创新应用中的新宠!

近期,LoRa技术犹如雨后春笋迅速在物联网行业广为人知。LoRa成为一个新的亮点,为物联网创新发展带来了新的机遇。

LoRa是通过成熟的无线技术实现机器到机器(M2M)的低功耗、广域网连接以及物联网(IoT)的应用.LoRa技术在物联网领域实现了超远距离传输、低功耗、数据安全等,对物联网行业起到了巨大的牵引作用。

LoRa主要在全球免费频段运行(即非授权频段),包括433、868、915MHz等。在中国,470M~860M频段以前是模拟电视频段,在电视数字化后,原有部分模拟电视频段空闲;中国SRRC将470M~510M频段分配用于水/电/气的无线抄表频段,相当于是受限ISM频段,适于LoRa技术使用。

2015年3月LoRa联盟宣布成立,这是一个开放的、非盈利性组织,其目的在于将LoRa推向全球,实现LoRa技术的商用。该联盟由Semtech牵头,发起成员还有法国Actility,中国AUGTEK和荷兰皇家电信KPN等企业,到目前为止,联盟成员数量达330多家,其中不乏IBM、 思科、法国Orange等重量级厂商。

Semtech为LPWAN的实现提供了硬件的实现,2016年1月28日,中兴微电子与美国Semtech公司签署了战略合作协议,双方将在LoRa芯片及应用层面进行深入合作,并在 智慧城市领域开展网络的建设,促进产业链的发展。中兴微电子以及各厂家将围绕LoRa技术在各行业应用创新展开工作,积极打造中国LoRa应用的“技术交流平台”、“方案验证平台”、“市场合作平台”、“资源对接平台”和“创新孵化平台”。2016年底飞利信也加入了中兴发起的中国LoRa应用联盟CLAA,致力于LoRa的应用推广。

LoRa,物联网创新应用中的新宠!——记飞利信加入中国LoRa应用联盟

    图1LoRa硬件框架

    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。

LoRa,物联网创新应用中的新宠!——记飞利信加入中国LoRa应用联盟

    图2LoRa网络架构

    在传统的局域网或者广域网当中,远距离和低功耗只能二选其一,但是随着 智慧城市及智慧农业、牧业的全面部署以及城市感知与互联的发展需求,城市、农田、牧场越来越多的碎片化终端设备需要接入网络,这就需要低功耗长距离的网络覆盖。LoRa通信基于扩频技术兼顾了远距离与低功耗。LoRa网络技术的实施部署,将颠覆传统 智慧城市网络的运营方式,并重构 智慧城市的运营模式和生态环境。

以双向数据通信满足前端与后台的无缝对接,LoRa网络架构属于典型的星形拓扑结构,以终端、基站、服务器组成,基站作为中间件连接终端及后台服务器。基于扩频技术具有超强的抗干扰能力,穿透性强,300bps至50Kbps的低数据传输速率(自适应数据速率),小于10毫瓦的发射功率,通信距离达到了空旷地带15公里,建筑密集区2到3公里的广域覆盖。

在 智慧城市的建设中,建设智慧交通构建车联网,对路灯实施控制实现智能照明,对井盖广告牌的管理,城市及各行业水电消耗的监控建设智能楼宇,土壤水质的环境监测分析等。LoRa作为通信网络将辅助于一系列的智能城市的应用,以增加城市运行的日常效率。在农牧业,LoRa也将大显身手,根据农业的发展,需要对资源进行合理的控制,提高产量,考虑到农田所处的网络环境即绝大部分的农田都没有蜂窝覆盖,对土壤、空气等环境因素进行监测分析,对于土壤及空气的温度、湿度和土壤酸碱度等的数据监测就要求传感器的数据采集在时间上需要具有长效性,还需要由外在的经济合理性对成本进行控制,LoRa以超长的电池寿命,低速率远距离传输的低成本控制,将为最理想的选择。

下面有几个LoRa的应用实例,展示一下:实时显示停车位分布状况的停车场监控系统(图3)、实现无线土壤检测的智能农业系统(图4)、防止盗猎的南非Kruger国家公园犀牛保护项目(图5)等。这些项目的部署时间都非常快,例如上述的停车监控系统,覆盖面积10km*10km,部署了6个LoRa网关,支持终端规模3000个,部署时间仅需两周。

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    图3:成功案例-停车场监控

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    图4:成功案例-智能农业

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图5:成功案例-犀牛保护项目

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