我国正处于新型医疗和健康管理模式的转变过程中,而相关的健康信息获取、传输、处理和交互等技术也正随着信息技术的发展而面临新的问题,此时,智能健康管理的作用也越发凸显出来。LoRa应用学习站将收集整理基于物联网技术的新型健康管理解决方案及应用,以供大家交流学习和参考运用。

 

 

LoRa智能组网芯片可以支持多种协议类型,方便用户在各类应用场景下都能够灵活使用。其中包括致远电子自主开发的自组网透传协议、LoRaNET协议,以及行业通用的LoRaWAN、LinkWAN、CLAA等协议。 本文将列举较为常用的自组网透传、LoRaNET和LoRaWAN三种协议,说明其功能特点与适合的应用场景。 注:本文所描述的协议特性均为相应协议在致远电子LoRa芯片或网关上所体现的特性。 表1 协议对比 一、自组网透传协议 自组网透传协议是致远电子自主开发的一套使用非常简单的LoRa通信协议,支持一键自动组建网络。协议采用星形网络结构,主机与从机均使用ZSL42x芯片,不需要额外的网关设备。 1、协议特点: 数据透传,支持自组网;支持2级中继;支持白名单;支持CAD检测及空中唤醒;支持定时休眠唤醒上报、分时上报;支持本地及无线升级。2、适用场景: 自组网透传协议由于其上手简单,开发方便,现场布网快速、便捷的特性,对小规模、开发周期短的产品非常友好。适用于节点数小于100的小型网络。例如小型的照明控制系统、智能停车场、传感器采集系统等场景。 二、LoRaNET协议 LoRaNET协议是致远电子开发的另一套LoRa组网协议,搭配致远电子GL1301W-I系列网关使用,可支持多信道通信,提高了数据并发处理的能力。 整套网络支持本地化部署、网关本地化解析处理数据,用户也可以通过MQTT等协议与云平台或后台服务器通信,获取、下发数据到终端节点。 LoRaNET协议也支持二次开发,我们在协议中将网关-节点的交互方式抽象为3种类型,用户可以选择合适的方案,在此基础上进行应用层的二次开发。 表2 LoRaNET典型应用 以下特性中,终端所采用的是ZSL42x系列LoRa智能组网芯片,网关所采用的是致远电子GL1301W-I LoRa网关。 1、终端特性: 支持休眠、定时唤醒及普通功耗模式;支持远程配置参数;支持中继;支持二次开发。2、网关特性: 支持本地私有化部署;支持白名单;支持MQTT、TCP/IP协议透传终端数据;支持连接ZWS云服务器与其他云端服务器;支持本地及远程配置、升级;支持网关配置、运行日志的导出。 3、适用场景: LoRaNET协议适用于节点数较多,网络结构复杂的场景,例如三表集抄、电力监测、大型照明控制系统等。另外,由于LoRaNET支持本地私有化部署,在一部分对数据较敏感的应用里,可以在本地搭建服务器,无需上传到云端即可实现智慧化管理。 三、LoRaWAN协议 LoRaWAN 是 LoRa 联盟推出并维护的基于 LoRa 芯片的开源 MAC 层通信协议,其优势在于节点容量大,是全球统一的协议标准,不同厂家的设备只要遵循LoRaWAN协议标准,也能够互联互通。 LoRaWAN网络架构是一个典型的星形拓扑结构。在这个网络架构中,网关是一个透明传输的中继,连接终端设备和后端服务器。终端设备与一个或多个网关通信,所有的终端与网关间均是双向通信。 以下特性中终端采用的是ZSL42x系列LoRa智能组网芯片,网关所采用的是致远电子GL1301W-O户外LoRaWAN网关。 1、终端特性: 支持CLASSA\C设备;支持AT及数据透传模式;支持动态配置接收窗口个数,实现高实时性发送;支持空中唤醒;支持多播;支持串口升级。2、网关特性: 可接入标准的LoRa Server服务器;支持标准 LoRaWAN V1.1 CLASS A/B/C终端设备接入;支持 4G/以太网数据回传链路,并支持自动切换网卡功能;支持本地及远程配置;支持本地及远程升级;支持网关配置、 运行日志导出;支持远程查看及维护网关设备信息。 3、适用场景: LoRaWAN协议作为全球通用标准,适用于需要接入第三方设备(终端产品或网关)的场景,只要满足LoRaWAN协议标准的产品,都能够无缝接入同一个系统中。在消防系统、大型传感器系统、智慧农业等行业中应用较多。 此外,LoRa智能组网芯片还支持标准的LinkWAN协议和CLAA协议,方便用户可以快速接入阿里IoT系的LoRa通讯系统和中兴克拉的LoRa通讯系统。
来源:集微网 随着物联网项目的纷纷落地,万物互联的步伐在加速推进。其中,低功耗广域物联网的部署得到全球范围的快速推进。据统计,到目前为止,已经有将近162个国家、148个运营商在全球范围内推行超低功耗广域网产品。这其中,LoRaWAN和Sigfox是增长力度较大的两项技术。 作为MCU领导厂商,最近,意法半导体(ST)推出了面向大众市场的 STM32WL LoRa无线系统芯片系列产品,首次实现了可连接LoRa低功耗广域网(LPWAN)的系统级单芯片方案 。 意法半导体亚太区STM32W无线微控制器策略总监陈德勇指出,这款高集成产品最主要的两大特点是支持LoRa等多种射频调制协议,同时开放式双核平台大大提升灵活性和安全性。 据悉,STM32WL系列可支持的调制协议包括射频信号功率小但接收灵敏度高的LoRa技术,以及Sigfox、无线仪表总线(wM-Bus)等协议和其他专有协议及Sub-GHz标准所用的(G)FSK、(G)MSK和BPSK调制技术。 此次推出的STM32WL系列新型号产品是基于Arm Cortex -M4内核和Cortex-M0+MCU内核的双核STM32WL55。开发者可以完全开放和灵活地使用两个内核,双核架构可以有效地实现硬件隔离,增强网络安全性,应用更新时无需重新认证设备,并增强射频和应用的实时性能。 谈及为何要推出这种高集成的无线系统级MCU产品时,陈德勇表示,“现在市场上有独立的MCU和独立的射频收发器芯片。但随着更多智能化小型化的设备需求出现,双芯片方案已经不能满足要求,终端设备商需要有二合一(MCU+无线)的高集成方案。STM32WL把无线收发器集成到SoC里,省去了外部再放置一个无线收发器的需要,同时,高集成度的SoC设计大大减少了其他外部元器件,从而降低了整体BOM成本。STM32WL系列产品不仅可以简化开发流程,加快产品上市,同时双核SoC还能提供更高的安全性和灵活性”。 “过去用双芯片方案时,大部分客户用的就是ST 的MCU,所以,这次ST推出基于广泛使用的STM32的单芯片无线MCU方案,用户可以很容易地切换升级”,意法半导体中国区微控制器市场及应用总监曹锦东进一步指出。 针对LPWAN的不同领域,中国市场有六大热门应用场景:智能电表、工业物联网、智慧农业、智慧城市楼宇、物流、智能家居。陈德勇透露,“在这六大应用场景里,STM32WL系列在长距离通信方面有独特的功能和性能,如在全球兼容性150~960MHz线性范围内,可以同时支持中国(470MHz)、海外(900多MHz)标准,这意味着国内智能电表厂商使用这一颗芯片进行设计,就能同时支持中国和海外的市场。” 在此次双核STM32WL之前,ST已推出了单核产品,市场反响热烈。“现有订单已达百万数量级,客户也超过100家,此次发布双核产品后,面向大众市场,我们预计,明年将会是一个更大的爆发点”, 陈德勇对无线MCU的发展前景信心满满。 “未来,具有更多无线连接功能将是MCU发展的一个重要方向”,曹锦东指出,“从两年前推出第一条无线MCU产品线——集成蓝牙、Zigbee功能的STM32WB系列以来,ST已推出多款无线MCU产品,接下来,ST还将推出模块产品,我们将打造从IP、芯片到模块的全方位无线MCU产品线。”
一、LoRa智能组网芯片简介 ZSL42x系列是致远电子自主研发的LoRa智能组网芯片。该产品集成无线收发器,超低功耗MCU,射频收发匹配电路和滤波电路。支持自组网透传协议、LoRaNET、LoRaWAN、LinkWAN、CLAA等软件组网协议。且芯片支持二次开发,拥有256K字节Flash,32K字节SRAM,45个通用IO口,多个SPI,IIC,UART数字接口,内置ADC,DAC等模拟外设,支持AES-256硬件加密。 图1 LoRa智能组网芯片功能框图 射频性能参数: 1.工作频段:470~510MHz 2.发射功率:可调,最大21dBm 3.接收灵敏度:-148dBm(速率0.024kb/s), -125dBm(速率5.4kb/s) 4.休眠电流:0.9uA(最低电流),1.7uA(RAM保存,运行协议栈) 5.接收电流:4.3mA(MCU内核休眠) 6.发射电流:108mA(21dBm发射),65mA(17dBm发射) 图2 ZSL42x系列LoRa智能组网芯片 二、如何快速完成一包数据的收发? ZSL420-EVB是为用户快速上手开发ZSL42x系列LoRa芯片而设计的一款评估套件,搭配致远电子WirelessCfg上位机配置工具,可以快速实现芯片的参数配置、功能验证和性能测试。ZSL420-EVB出厂默认使用的是自组网透传协议,支持AT指令操作,上手最简单。 以下为大家介绍的是最基础的数据收发操作,如需了解更多功能的使用方法,请前往我司官网或在公众号后台询问详细开发手册。 图3 ZSL420-EVB评估套件 1、设备连接 选择1块评估板1,通过USB转串口接口与PC连接,打开WirelessCfg配置工具,选择LoRa设备类型,选择正确的串口号,打开串口后连接设备即可。 图4 连接设备 2、设备配置 要使用评估板实现简单的点对点通信,只需要将两个节点的本地地址与目标地址交叉,并为他们配置相同的速率等级和通道号,修改后保存配置即可。可参考下图配置进行修改后保存。 图5 设备配置 3、远程添加设备 配置成功后,将评估板2上电,在配置工具中选择添加远程设备,通道和工作速率设置成与远程设备一致,设置合适的搜索时间,最后点击搜索即可查询到在线的远程设备。 图6 添加远程设备 搜索到远程设备后,双击远程设备,修改PanID、速率等级和通道号与评估板1相同,本地地址和目标地址与评估板1交叉,点击保存后,即可实现点对点的无线数据传输。 如需使用自组网、远程升级等高级功能,可前往我司官网或在公众号后台询问详细开发手册资料。 三、LoRa智能组网芯片实测数据 一般情况下,使用LoRa用户最关心的两个参数是“通信距离”与“功耗”,针对这两项参数我司也单独进行了测试,下面是测试方案及结论。 1、功耗测试 评估板预留有电流测试接口,将万用表或者电流探头接入电流测试接口即可测量芯片的电流消耗,以休眠电流为例,将跳线帽拔出后,按下休眠按键进入休眠模式,即可测量休眠电流,实测总消耗电流1.7uA。 图7 休眠电流数据 2、距离测试 在WirelessCfg配置工具的距离测试功能中,可以对两个节点进行拉距测试,开始测试后会持续收发数据,配置工具中将记录发包数、收包数等信息。 图8 开始通信测试 我们选取了最常见的在城市道路进行测试,配置速率等级6,实测在2.4km距离下能够正常通信,满足丢包率小于1%的要求。 实测环境道路中间有树木和车辆遮挡,在空旷环境下效果会更佳。 图9 拉距测试实际环境   来源:致远电子
LoRa是具有发展前景的低功耗广域网通信技术,现在已经被物联网各大领域普遍应用,由此可见LoRa通信模块在物联网行业占据着重要位置。那么,LoRa通信模块有什么特点呢? LoRa模块的特点 低功耗通信距离远。LoRa通信模块的灵敏度高达 -139 dBm ,通信距离大于7000千米,解决了低功耗和远距离不能兼得的难题。易于建设和部署,免牌照频段节点。LoRa模块的价格很亲民,在物联网各大领域的将发挥巨大优势。当然,由于不可避免的外界因素和技术难题,Lora模块也有很多缺点。 LoRa模块的缺点 频谱干扰。LoRa的发展势头很好,LoRa设备和网络部署的增多,相互之间会出现一定的频谱干扰。需要新建网络。LoRa在布设进程中,需要新建信号塔、工业基站甚至是便携式家庭网关。  随着物联网通信技术的不断发展,使得LoRa无线模块越来越完善了。国内外的无线远程抄表项目、灌溉项目等均使用LoRa模块来控制,下面和大家分析挑选符合的LoRa无线模块需要思考哪几个要点,帮助客户挑选到合适并且高性价比的模块。 一、高灵敏度、抗干扰性强 抗干扰性强是LoRa无线模块的优势之一,因LoRa模块选用LoRa无线扩频技术,具有高接收灵敏度-139dBm,相比传统GFSK、FSK模块具有更好的穿透力,可以大大减少网关数量和施工成本。 二、传输距离远 在山野丛林、湖泊等复杂环境中,工业控制领域常常要求通信传输距离远。LoRa模块空旷传输距离5000米以上,可以解决低功耗和远距离不能兼得的难题,适用于需要无线抄表和工业控制等项目方案中。 三、低功耗 这是挑选模块关键思考的要点之一,为了节约能源,降低热量,从而延长产品的使用寿命,这对于需要电池供电的设备来说尤其重要。从电池运行的的无线产品需要思考充电、更换或设计长寿命电源。或许,更换电池可能看起来不重要,但是当客户拥有成千上万的设备,那么所需的资源和后续成本就会变得非常重要。挑选低功耗的LoRa模块,在节约能源、延长产品使用寿命上,具有重要意义。 LoRa部署现状 求同存异发展和多样化的产业生态合作方式 就LoRa的部署来说,由于其产业生态相对成熟,在多量合作伙伴中已得到验证,包括国内外许多知名企业,被认为是现在针对低功耗、广覆盖物联网最为有效的技术。不过,在低功耗广域网络领域,一直存在着基于授权频谱技术NB-IoT和非授权频谱技术LoRa、Sigfox、RPMA等之间的争论。将来的物联网市场很大,在这个大市场中,各类技术都有机会。在多量应用中,LoRa非常适用于智慧城市、政企行业等场景中,和NB-IoT的授权频谱技术构成互补,双方完全可以互补共存。 不过,相对于其他LPWAN技术少量的部署,翻开世界地图,我们可以看到LoRa网络部署的身影已遍布欧洲、美国、亚太等全球多个国家,各国主流电信运营商已挑选LoRa来建设物联网专用网络。
远距离无线传输的应用需要量逐年增大,如:水表、烟雾侦测器等设备之间的小量数据且长距离传输的用途。越来越多的企业大力投入低功耗广域网的建置,如lora这类长距离且低功耗的无线网络技术,成为了重要的物联网技术进展。低功耗广域网中以LoRa模块为代表,LoRa无线模块的优势是距离远、低成本、低功耗。 物联网的应用包括远程抄表、安防系统、家庭自动化遥测、无线数据通信、门禁系统、机器人控制等,LoRa无线模块都是这些应用的首选,可见,lora模块的发展前景是非常不错的,特别是基于SX1276/1278芯片开发的LoRa无线模块也呈现出了需要量稳步增长的趋势。 国内不少厂家都生产LoRa模块,由于使用的材料、芯片、以及购买的渠道等不同,所以价格有些差距,正规的实力厂家和小作坊的价格差距就更大。挑选模块关键看产品的稳定性,售后技术服务支持等,另外,价格还和用量有关系,样品价和批发价也是不同的。 那么如果需要批量订购,LoRa无线模块怎样选厂商? 批发采购多量的LoRa模块,必须要认真挑选好的厂商,专业生产LoRa模块的厂商很多,生产出来的LoRa模块也是良莠不齐。下面来看看挑选厂商的一些方法。 首先,查看厂家是否有营业执照,并查看经营许可范围,确认厂家是否是正规生产厂家,产品是否具备权威认证,像成都亿佰特电子科技有限公司就是一家集研发、生产、销售工贸一体,具备完整产业链的高新技术企业,产品还通过SRRC、FCC、CE、MIC、KC、NCC等多项权威认证;其次,看厂家业界口碑,客户的好评率,交付周期等等,更好实地考察厂家的规模,技术团队等;最后,如果有意向合作,可询问厂家要几个样品,试试传输距离、质量等是不是符合项目的要求。另外,哪些LoRa无线模块厂家比较好?其实这个关键看适不符合应用到的项目中,用户可以根据自身项目的需要挑选符合自己的厂家。
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,而且给一些需要远距离的应用提供了技术支撑。随着lora技术的不断发展,各种lora模块干扰的事件却日益增多,其中以同频干扰最为严重,干扰危害也是最大,所以我司给大家科普一下同频干扰的相关知识。 同频干扰是什么呢? 有关专家给出了一个明确的定义:凡是无用信号的载频与有用信号的载频相同,对接收同频道有用信号的接收机造成干扰的都统称为同频干扰。有人会问造成同频干扰的原因是什么?其实,这是无线传输的特性,只要我们使用多个lora模块在用一个频率中通讯都会有这个问题,只是需要我们找对方法去解决。 解决Lora模块同频干扰的三种方法 我司客户使用lora模块时,也经常遇到同频干扰的问题,因此我司工程师针对此问题,研发出三套方案来解决此问题: 方法一:主机轮询方式 主机轮询方式是主机逐个轮询叫号的方式,原理很简单,通过点名的方式实现应答。如主机发送给1号从机,由于从机都有地址设别,因此只有从机1能够响应主机。从机1收到主机的命令后,将数据上传给主机。主机再以相同点的轮询方式轮询其它从机数据。用恰当的比喻来说,就是老师(主机)上课时,点1号学生(从机)来回答问题,这时候只有一号学生才可以回答老师的问题。这就是主机轮询方式。轮询方式的优点是设备之间不容易出现冲突,组网也比较稳定,但是缺点是主机轮询耗时间长,这种组网方式适合那些对时间要求不高的组网应用。 方法二:从机定时上传方式 定时上传方式原理为,由主机广播发送信息给到从机,从机收到主机信息后,同步时间,然后根据我们设定的时间进行定时上传,如:主机发送信息后,从机1上传时间为1秒,那么从机2上传时间为2秒…以此类推,举个例子:我们军训时,教官给我们发布一个命令,需要我们报数,从左到右,那么左边第一个人报数数字为1,第二个人就是为2,以此类推。定时上传的原理也是如此,设定好从机的上传时间,避开数据同时上传,从而达到避免同频干扰的目的。 方法三:从机主动上传方式 从机主动上传,lora模块自己有RSSI功能的组网方式相对是比较可靠的主动上传方式。这种传输方法是通过从机需要进行数据上传的时候,检测环境中的RSSI信号强度,如果当前环境中的RSSI强度较大,就等待RSSI值变小后再进行主动上传。上传是否成功,主机会反馈给从机,在决定是否需要重新上传。但是此方式不适合不带RSSI功能的lora模块,因为从机上传越频繁,通讯失败的概率会越高,也就是我们说的同频干扰。 总结以上三种方式,都是采用了从机模块错开上传时间的原理,从而达到解决同频干扰的问题,这也是我司工程师给出最好的解决方案,希望能帮助到大家。
来源:利尔达 化工安全事故频发,国家对化工企业监管越来越严格,企业和员工的安全生产意识也越来越强。利尔达物芯科技凭借其多年的物联网技术积累,结合LoRa和低功耗蓝牙定位技术,克服传统室内定位方案设备、施工成本高、难维护、难管理的难题,推出了适合化工企业的人员及资产定位系统解决方案,解决了化工园区普遍存在的人员位置不可知、人员监管系统效率低、无可视化智慧监管平台、危险区域难管控等问题。目前方案已经在台州、江苏、宁波等多个化工园区交付使用。 当前,中国正在加紧制造强国、质量强国和网络强国的建设,工业化和信息化的融合推动了利用工业物联网技术来全面提升制造能力和管理手段,包括LoRa在内的一系列物联网技术在智能制造中正在发挥越来越大的作用。以目前已取得突飞猛进发展的化工行业为例,作为国民经济中不可或缺的重要组成部分,其产品应用已渗透到人类社会和生活的方方面面,但是因为现代化工业厂区规模大、人员多、流程和设备复杂,需要LoRa等物联网技术来保障安全和优化管理。 众所周知,化工企业生产的产品或者中间产品多数为危险品,在生产、运输、存储和使用过程中任何不当的行为都会造成极大的危害。据国家应急管理部危险化学品安全监督管理司数据统计,仅2018年,全国共发生化工事故176起、死亡223人。为杜绝化工厂安全事故频发,化工生产和运输企业必须用最新的智能化手段来实现人员、产品和设备管理。 在政策层面,江苏、山东等化工大省纷纷出台化工厂安全生产管理政策,江苏省安监局开展“智能化二道门”建设、山东省严查安全生产领域,1340家化工企业关闭退出;在企业层面,越来越多的化工企业不断重视人员、资产和生产等各个方面的安全性,深知安全是企业发展的基础。 然而传统化工厂在管理方面存在一些痛点,诸如化工产业厂区巨大、生产运输过程复杂、人员位置不可知、传统人员监管系统效率低、传统访客管理难、进入危险区域不能及时报警、无智慧监管平台、无直观可视化室内地图等。化工企业急需一种具有较大覆盖范围的、更加智能化的物联网人员和设备管理系统来提高效率和安全性。 利尔达物芯科技有限公司(以下简称“利尔达”)作为一家提供物联网系统、智能产品解决方案的高科技企业,凭借其多年的物联网技术积累,将LoRa等物联网技术与人员定位相结合,为化工厂人员安全管理提供了数字化管理平台。该平台具有人员实时定位管理、安全智能预警、轨迹追踪及回溯、访客安全管理等功能。 作为国内专业的物联网技术解决方案提供商,利尔达将多种无线通信技术在应用效能、部署成本、施工难度、施工安全性、定位精度等多个维度进行比较,最终选择BLE+LoRa作为人员定位管理解决方案的通信技术。LoRa技术具有覆盖范围大、功耗低、部署灵活性强和扩展性强等特点,非常适合工业物联网应用。 该解决方案由整套硬件设备、Unicore设备管理平台以及地理围栏系统组成,其中硬件设备包括Beacon设备、胸牌和基于LoRa网关,可用于化工等现代制造业中的人员、设备、生产过程、仓储及运输全流程管理,可全面满足制造业的物联网需求。 利尔达基于LoRa的化工厂人员定位管理解决方案,可实现的功能具体如下: 人员进入登记 工厂人员佩戴带有LoRa通信功能的定位胸牌后由无法识别的个体变成可在后台地图上显示的、可追踪的数据; 人员定位与轨迹查看 通过智能胸牌+网关+Beacon设备对人员进行实时定位和数据处理,通过可视化平台展示所有佩戴人员的实时位置、30天内的历史行动轨迹、被查询人员位置高亮显示等; 危险区域安全预警 设置电子围栏,若有佩戴胸牌的人员进入危险区域或离开活动区域时,该解决方案会通过LoRa无线通信技术将数据传输到指控系统,系统将会响起安全警报,并立即联系安保人员进行及时的追踪,降低人员发生安全事故的可能性; SOS一键求助 当使用者遭遇险情时,为更好的保障员工人身安全,电子工牌配备了SOS一键报警求救功能,使用者可通过工牌上SOS按键一键求助。在按下SOS求救按钮后,胸牌会通过LoRa网络进行报警并显示员工的实时位置,同时立即通知化工厂管理人员,为施救争取更多的有效时间。 利尔达基于LoRa的胸牌是供化工厂员工使用,其一次充电后能够使用多长时间是客户最为关心的问题,若需频繁充电势必会给工厂和员工带来不便。而利尔达的胸牌采用的是LoRa技术,其低功耗的特性可支持胸牌在一次充电后使用1-3个月的时间,这完全消除了客户的顾虑。 此外,系统中的LoRa网关可实现多频点多通道的并发接收,超强的射频处理性能使系统具有更大的系统容量和更稳定的网络拓扑;LoRa网关作为低功耗广域网(LPWAN)网络的关键设备,不仅具有覆盖范围大的特点,而且还可以根据实际需求灵活部署。服务器可根据客户的需求在云端或本地进行灵活部署。 利尔达物芯科技有限公司总经理何佳表示:“利尔达集团始终坚持科技为人服务的理念,对于人员安全更是高度重视。利尔达推出基于LoRa的人员定位解决方案充分利用了LoRa低功耗、远距离的特性,为企业提供一套更具安全性和实用性的人员定位解决方案。利尔达深耕物联网行业十余年,通过与Semtech这样的全球领先的伙伴合作,可以提供包括硬件、平台、整套解决方案等设备和服务,我们也期待与更多制造业企业进行合作。” 由于LoRa具有自组、安全、可控的特性,利尔达提供的工业物联网解决方案既可以企业私网的模式搭建,也可完全遵从LoRaWAN协议标准来实现系统的可扩展性。除了制造业人员管理,还可以扩展到智能水表、电表和气表等智慧能源解决方案,并扩展到各种智能环境传感器的连接,以及生产设备和工艺管理设施的网络化。 Semtech中国区销售副总裁黄旭东表示:“利尔达推出的应用于化工厂的LoRa人员定位管理解决方案,进一步提升了生产环境的安全性和管理能力。目前,基于LoRa的物联网及定位技术可以支持物流运输、资产追踪、托盘管理等等诸多场景。Semtech新推出的LoRa Edge平台可提供更低成本、更低功耗的追踪定位方案。Semtech将继续与LoRa生态伙伴们共同努力,创建更加安全、智能、高效的工作环境。”
Semtech LoRa 长距离无线技术连接SEN0161 (pH meter)(水质酸碱监测),设计用来监测水的酸碱值进而可以去了解水质变化是否遭受污染加以监测. PH传感器的电及采用薄离电及和参比电及组合在胶壳内不可填充式覆何电极,是PH计测量员件,用来测量水溶液中氢离子活度,既PH值. 【展示板照片】 【方案方块图】 【系统功能】 使用 LoRa 长距离无线技术可长距离监控水质酸碱值,可确保水质的安全. 【方案特性】 SX1276(Node)特点: LoRaTM Modem 168 dB maximum link budget +20 dBm – 100 mW constant RF output vs. V supply +14 dBm high efficiency PA Programmable bit rate up to 300 kbps High sensitivity: down to -148 dBm Bullet-proof front end: IIP3 = -11 dBm Excellent blocking immunity Low RX current of 9.9 mA, 200 nA register retention Fully integrated synthesizer with a resolution of 61 Hz FSK,
Semtech LoRa 长距离无线技术连接压力传感器(Force-Sensitive Resistor) Sensor温度湿度传感器,压力传感器(Force-Sensitive Resistor),顾名思义,加诸不同的力量(挤压、重量),便会得到不同的电阻,进而改变模拟输入脚位所读取到的电压值,做为侦测信号.可用于贩卖机饮料售出总数量监测, 以及货物总数量监测. 如贩卖机应用可减少人力巡查补货己及大数据的收集了解每个区域地方人们的消费喜好. 【展示板照片】 【方案方块图】 【系统功能】 使用 LoRa 长距离无线技术可长距离监测商品销售,以及长距离监控货物是否有减少及遗失. 【方案特性】 SX1276(Node)特点: LoRaTM Modem 168 dB maximum link budget +20 dBm – 100 mW constant RF output vs. V supply +14 dBm high efficiency PA Programmable bit rate up to 300 kbps High sensitivity: down to -148 dBm Bullet-proof front end: IIP3 = -11 dBm Excellent blocking immunity Low RX current of 9.9 mA, 200 nA register retention Fully integrated synthesizer with a resolution of 61
Semtech LoRa 长距离无线技术连接(Ublox NEO-6m )GPS module,设计用来追踪 物品运送,人员(老人,小孩),宠物. 可做为防失窃及走失的监测感知器.透过蓝芽传送至手机可在 GOOGLE MAP 显示出位置. 【展示板照片】 【方案方块图】 【系统功能】 使用 LoRa 长距离无线技术可透GPS定位,可实时掌控物品或是人员未置可减少物品移失及人员走失的问题发生. 【方案特性】 SX1276(Node)特点: LoRaTM Modem 168 dB maximum link budget +20 dBm – 100 mW constant RF output vs. V supply +14 dBm high efficiency PA Programmable bit rate up to 300 kbps High sensitivity: down to -148 dBm Bullet-proof front end: IIP3 = -11 dBm Excellent blocking immunity Low RX current of 9.9 mA, 200 nA register retention Fully integrated synthesizer with a
农业物联网服务中心。韩婷澎 摄 人民网哈尔滨7月12日电(韩婷澎)“互联网+农业”是农业经营理念的一大创新,也是现代农业发展的新的动力引擎。为更好地应用农业信息化手段,加快农业示范区建设,搭建社会化服务体系平台,推动标准农业向精准农业转变,实现社会效益和经济效益双赢。五常市投入4500万元,建成2400平方米的农业物联网服务中心,覆盖农业全产业链,服务农林水畜机大农业。根据五常农业实际需要,以大数据采集控制和专家云两大平台为支撑,开发建设了四大服务体系。 水稻溯源服务体系主要功能是服务水稻生产,通过确地块、确种子、确投入品、质量检测、发放防伪码,实现对五常大米的全程质量追溯。结合运用农村产权制度改革土地确权成果,将五常210万亩水田信息全部录入系统,定位到农户、地块和边界,对全市种子繁育企业进行确品种、确地块、确农户、确产量,最终确定稻花香二号种子的总产量、种植面积和水稻总产。在生产销售环节,对种子、包装物和大米产品应用亿阳博码技术,一物一码,实行投入品上传,同时加大对大米产品的检测力度,实现稻花香二号从种子到生产、加工、销售环节的全程保质、保真、可追溯,提高五常大米品牌的知名度和公信力。 农业社会化服务体系主要有八大服务功能:一是信息发布功能、二是农民生产自助功能、三是互动功能、四是农民视频培训功能、五是智能控制功能、六是农机服务功能、七是用工服务功能、八是自动化办公功能。同时,还能为林业、畜牧、水产等产业提供全程服务。 目前,五常市农产品电子商务服务体系在各类电子商务平台上进行大米销售的电商有1000多户,年销售量达到7万吨左右,占五常大米总销量的10%。作为新兴模式,目前五常市电子商务存在经营业户良莠不齐、监管难的问题。针对这一现状,五常市以物联网水稻溯源服务体系为基础,建立电子商务服务体系,确定准入制度和门槛,只有进入水稻溯源服务体系的企业和产品才能进入电子商务服务体系,进行信息发布和销售。对进入系统的企业和经销商实施制假售假零容忍,保证该电子商务系统所销售的稻花香二号全部为保真的优质产品。通过政府搭建诚信平台,将所有销售真正五常大米的电商全部吸纳到电子商务体系中,政府负责提供信息和监管,不干涉产品交易,同时积极引入保险机制,保障消费者利益,以此达到净化市场的目的。
横跨多重电子应用领域的全球领先的半导体供应商意法半导体,推出新产品以扩大其在市场上独一无二的STM32WL远距离SubGHz无线系统芯片(SoC)产品系列,新产品可为多元化的大众市场应用提供灵活的配置和封装选择。 作为市场上唯一可连接LoRa低功耗广域网(LPWAN)的系统芯片,STM32WL系列让用户能够创建尺寸非常紧凑的高效节能的可靠的物联网(IoT)设备。LPWAN是一个可以覆盖广阔地理区域和偏远地点的经济划算的无线网络连接技术,能够扩展物联网的覆盖范围,并使智能技术能够为公用事业、农业、物流、交通运输等行业带来更高的价值。 意法半导体微控制器事业部副总裁Ricardo de Sa Earp表示:“LoRaWAN或Sigfox等远距离物联网现已覆盖全球,那些创新实用的智能设备(比如环境监控和资产跟踪等应用领域)可随时接入物联网。在大众市场上推出我们独有的单片集成微控制器和多调制射频的系统芯片,将会让开发者开发出更多令人兴奋的新产品,同时更好地发挥这些网络的优势,带来无与伦比的功能、用途和价值。” STM32WL系列整合意法半导体的STM32超低功耗微控制器(MCU)架构与支持多种调制方案的Sub-GHz射频子系统,支持的调制协议包括射频信号功率小但接收灵敏度高的LoRa技术,以及Sigfox、无线仪表总线(wM-Bus)等协议和其他专有协议及Sub-GHz标准所用的(G)FSK、(G)MSK和BPSK调制技术。片上射频子系统有两路可选功率输出,帮助客户遵守全球各地对免执照频段无线电的功率限制。 今天新推出的STM32WL型号包括基于Arm Cortex-M4内核和Cortex-M0 + MCU内核的双核STM32WL55。开发者可以完全开放和灵活地使用两个内核,双核架构可以有效地实现硬件隔离,增强网络安全性,应用更新无需重新认证设备,并增强射频和应用的实时性能。 在推出STM32WL55之前,该系列产品还在2020年1月推出了BGA73和QFN48封装的射频和应用处理都使用Cortex-M4主内核的单核产品STM32WLE5。扩展后的产品阵容还增加了两个非LoRa产品型号,即单核的STM32WLE4和双核的STM32WL54,方便开发人员在新的无线IoT项目中灵活地使用这款独一无二的系统芯片,新推出的产品都在意法半导体工业产品10年供货保障范围内。 询价和申请样片,请联系所在地意法半导体办事处。 产品详情请访问www.st.com/stm32wl。 技术详细信息: STM32WL系列在市场上独树一帜是因为意法半导体在一颗芯片上集成了STM32超低功耗架构与具有LoRa调制功能的Sub-GHz多调制射频子系统。 射频电路采用经过市场检验的Semtech SX126x收发器IP内核,为了使其适应经过市场检验的STM32平台的功率模式,意法半导体专门进行了二次设计。射频部分包含两个最大发射功率15dBm和22dBm的内部功率放大器,高低功率发射模式可以覆盖全球150MHz至960MHz的免执照频段,确保芯片兼容所有地区的低功率广域网,使世界各地销售的终端产品都可以用 STM32WL系统芯片。 射频部分的集成度非常高,高速外部(HSE)时钟与射频信号同步只需一个晶振,并且无需外部功率放大器(PA),从而可最大程度地减少总物料清单(BoM)成本和解决方案的面积。意法半导体的STM32WL架构基于支持DSP扩展指令集的高能效Arm Cortex-M4内核,得益于动态电压调整等超低功耗技术,采用意法半导体的ART Accelerator?自适应实时加速技术,实现执行闪存代码零等待周期。MCU闪存容量可选,最高256KB,使开发人员可以为整个平台(包括应用和射频)选择最佳的代码和数据存储容量。 内置的网络安全功能包括硬件对称加密和公钥加速器、硬件随机数发生器(TRNG)、扇区读/写保护、双核安全区域隔离,以及支持最先进的加密算法,包括RSA、ECC和ECDSA。 此外,用户可以利用经过市场检验的STM32Cube开发生态系统来简化产品开发,缩短产品上市时间。资源包括STM32CubeMX项目配置和代码生成工具、STM32CubeMonitor运行时监视和可视化工具,以及STM32CubeProgrammer代码烧写工具。STM32CubeWL MCU软件包的组件包括STM32WL系列运行所需的全部嵌入式软件模块,包括外设驱动程序、ST的LoRaWAN协议栈、Sigfox协议栈,以及利用ST的安全启动和安全固件更新(SBSFU)技术实现LoRaWAN固件无线更新(FUOTA)的示例代码。其他的协议栈包括授权合作伙伴开发的Stackforce W-MBus协议栈。 还有两个基于STM32WL的用于快速原型开发的Nucleo板:NUCLEO-WL55JC1 (868/915/923 MHz)和NUCLEO-WL55JC2 (433/470 MHz)。
 为了争抢“万物互联”时代的主导权,如今NB-IoT、ZigBee、LoRa、BLE等各类无线通讯技术正于全球市场激战正酣。其中,LoRa作为物联网时代相当接地气的一款解决方案,如今已渐居上风、遍地开花。据统计,截至2020年1月,全球已部署80多万个基于LoRa的网关,遍布157个国家和地区,其中LoRa的连接节点超过了1.45亿个,预计到2023年全球43%的LPWAN物联网解决方案将基于LoRa。而且,从LoRa联盟的会员数量来看,LoRa联盟现有约500个会员,其中许多来自中国,例如阿里巴巴和腾讯,这也足见其在中国市场的受欢迎程度。 日前的“2020 LoRa创新应用论坛”上,作为LoRa技术主要推广方的Semtech公司全球市场推广及亚太区业务高级副总裁张晖在开幕致辞中表示:“LoRa进入中国已经五年了,我们从零起步,在广大客户及行业的支持下,LoRa已经在中国市场生根,并开花结果,带动相关产品出货高速增长。”而接下来,万物互联市场将走向“公网+私网”的组合发展模式,公网由于受众人数过多,时常难以保证企业级应用对速度、安全性以及可控性的使用要求,越来越多的企业对建设专用网络的需求已日益强劲。 企业“专网”为什么选择LoRa? 在国外,LoRa生态主要是运营商使用的LPWAN技术——LoRaWAN,与之不同的是,国内对LoRa的使用方式尤为“接地气”,主要被用作一种私有网和专有网,被称之为“长Wi-Fi”,即使用方式和Wi-Fi完全相同。但相比Wi-Fi来说,LoRa具有的工作距离远、功耗低、传输速率低等特性,也使得其在场景化上更具落地优势。 毕竟,LoRa网络具有很大的灵活性和便利性,按需部署,可以根据应用需要,规划和部署网络;同时,也能根据现场环境,针对终端位置,灵活且合理的部署网关和终端设备。LoRa网络的扩展其实也十分简单,根据节点规模的变化,随时对覆盖进行增强或扩展。最后,LoRa可以独立组网,个人、企业或机构均可部署私有/专有网、企业网或行业网(免License 频段)),这种区域性的局域网络已经成为当下公网有效且必要的补充。 早期,LoRa在中国的落地主要聚焦于三表和烟感这类应用,但现在,智能家居领域也渐渐开始广泛接受LoRa,Semtech市场战略总监甘泉举例:“例如现在所有的万科物业在新楼盘上都标配LoRa,深圳多数的万科物业都已经被LoRa覆盖,这个覆盖是包括室外到室内从园区到楼宇内部的。因此,只要是局域网,需要功耗比较低以及覆盖范围比较大,都可以采用LoRa,像比较知名的阿里和腾讯的办公楼都有使用LoRa网络来覆盖。” Semtech(升特半导体)市场战略总监甘泉 所以,在企业专网领域,LoRa的优势很大,如今市场上有越来越多的企业都希望建立自己的专网来实现自主管理,甘泉表示:“比如楼宇内的灯和其他设备管理,LoRa就很有优势,它可以实现按需建网,效率很高,这是LoRa的自组特性;而且,从物理层来讲,在现有的所有通讯技术当中,LoRa的抗干扰和抗侦听能力其实是最强的、安全性也最高,像军工上的一些安全通信也是通过类似LoRa的扩频方式来实现的,这是物理层决定的基础;另外,由于是自己的专用自组网络,可以维护,因此成本上也十分可控。” 尤其是安全性方面,值得一提,Semtech公司中国区业务副总裁黄旭东表示:“LoRa的安全性主要分为三个方面,首先在物理层,LoRa CSS技术可以在噪声以下20dB进行解调,普通设备很难检测和干扰LoRa信号;网络层,数据的收集、处理和存储都是在本地进行的,数据受网络所有者的完全控制,不会离开私有的网络;最后是应用层,LoRa可以根据应用层的要求进行加密,应用层安全管理可以与网络层配合以实现应用层的整体安全性。对于使用LoRaWAN协议的中国客户,LoRaWAN协议通过在网络层和应用层进行加密,提供了强大的端到端安全性,我们鼓励中国开发LoRa产品的厂商遵守当地安全法规并实施安全方案来满足客户的需求。” 由此可见,对于中国市场来说,“自组、安全、可控”这三大件也就成为了LoRa如此“诱人”的精髓所在。毕竟,中国企业一向偏好高性价比以及灵活性的解决方案,往往技术的高大上远没有“接地气”来的实在。而抓住这一市场脾性的Semtech,也借此收获了累累战果,全面撬动中国的LoRa市场,想必也只是时间的问题。 “52号公告”的历史性意义 可能对于日常关注无线通讯的业内人士来说,2019年11月28日工信部发布的《中华人民共和国工业和信息化部公告2019年第52号》即“52号公告”令人印象深刻。该公告在进一步规范微功率短距离无线电发射设备(以下简称“微功率设备”)的管理的同时,其实对于LoRa生态在中国市场的发展也颇具历史性意义。 作为LoRa生态的重要推崇者和技术引领者的Semtech公司,对此体会尤其深刻,谈到“52号公告”究竟对LoRa产业有哪些促进的问题时,Semtech公司总结道:“该公告规范了LoRa技术参数,对于LoRa技术的长期发展提供了良好的大环境;同时,也让LoRa产业的发展有法可依,公告为规范行业市场行为提供依据,确定合法的边界,降低企业违法风险;而且,公告是对微功率设备生产、进口、销售和使用各方面进行了全面的规范,因此公告的正式发布,正是从政策层面给业界一个定心丸,不论是对于自身影响程度如何,各企业至少得到了合法和违法的确定性界定,因此就可以在合法范畴中开展业务。” 为了加速中国LoRa生态的合理合规性发展,Semtech也从底层技术端针对“52号公告”的具体要求做了全方位的优化,如今已完全可适用于中国客户对LoRa的广泛应用要求。典型的比如针对“若使用频率与当地声音、电视广播电台频率相同时,不得在当地使用;若对当地声音、电视广播接收产生干扰时,应立即停止使用,待消除干扰或调整到无干扰频率后方可重新使用。”这条公告要求。此要求适用于所有微功率设备,52号公告第三点明确定义了在ISM频段下各设备合理使用频带资源的规定(见图4)。由于各个地方的电视广播电台等频率基本固定不变,只要部署使用时避开该类频率,即可满足公告要求。 52号公告节选 而Semtech的LoRa芯片本身就带有“发射前搜索”和跳频的功能,可以在发射信号前检测当前频率是否有当地广播信号,如发现当地广播信号则进行跳频处理。而且,针对中国的具体国情,LoRa联盟也提出了多组通信信道的标准,可以根据当地广播电台的固定频率,选择合适的通信信道。 另外,关于“民用计量仪表设备应当具备“发射前搜寻”等干扰规避功能,且不能被用户调整或关闭”这项公告要求,Semtech公司也澄清表示:“Semtech的LoRa芯片本身已提供信道检测功能(Channel Activity Detection,CAD)功能,已经很好地提供了‘发射前搜寻’等干扰规避功能的技术基础。同时LoRa芯片都具有跳频功能,也可以通过跳频的方式进行干扰规避。 除此之外,LoRa网关芯片还启用彼此正交的信道和数据速率,在避免干扰方面提供了额外的鲁棒性。而且从应用需求本身出发,绝大多数应用都希望通过‘发射前搜索’等干扰规避功能提高系统的性能,因此这条规定不应被视为限制条件。”反而只是对技术落地的合理性规范。 LoRa的“本地化”究竟还有多远? 目前的LoRa定位应用已经在海外市场发展迅猛,越来越多的国外企业开始采用LoRa来构建公网、专网以及开发更多实用性的产品方案,比如远程定位宠物、仓储物流和冷链管理应用等等。与海外市场的“热烈”相比,国内LoRa定位市场却稍显“冷静”,很多项目仍处于初级开展阶段, LoRa定位市场的全面落地仍需假以时日。 甘泉以Semtech全新推出的LoRa Edge产品解释到:“LoRa Edge是一套地理定位解决方案,它为资产管理应用开发了革命性的物联网器件,其特色是低功耗Wi-Fi和GNSS扫描功能,结合简单易用且经济高效的LoRa Cloud地理定位以及设备管理服务,可显著降低采用物联网来定位和监测资产的成本和复杂性。但定位由于涉及到运算,我们原来的服务器基本都放在国外,如果要在中国开展此项服务还需要将服务器搬到国内来,这显然需要花费一定的时间;此外,国外项目持续做好也需要时间,其实目前国内也已经有十多家公司在进行相关产品的开发了,后续的上市和落地也是需要时间的。” 不过,总体来讲,Semtech对中国LoRa定位市场是非常有信心的,甘泉告诉记者:“现在,中国的物流和冷链产业也都处于非常早期的阶段,这些领域的机会很大;此外,还有车载领域像车辆的定位追踪等应用,已经上了很大的量,低功耗的解决方案国内如菜鸟和京东等企业都一直在寻找,拥有着很强的刚需性。而且,对于我们的芯片创新来说,之所以在三年前定义这款芯片,主要也是为很多客户的需求所促动。”没有需求端的强劲驱动,也就没有LoRa如今在中国市场广为人知的成果。 而现在,中国市场已经具备了成熟的LoRa系统,海量创新项目蓄势待发。从传感器设备到联网再到系统集成商领域,中国市场均已汇聚了大量重磅级选手,如中国联通物联网、阿里云和腾讯云、安美通、利尔达、信锐科技、中兴克拉、新华三等等,前瞻性企业的带动无疑将推进更多中小型企业对LoRa项目的青睐。但这一切背后,仍少不了Semtech这家技术主导性企业在核心层的持续推进,尽管当下国际贸易争端锋芒相对,但Semtech (International)AG作为一家瑞士公司的特性无疑也为供应链提供了高度的安全性,这也必将成为海量中国企业最终会选择支持LoRa的“绝对参考标准”。
这是一种长距离、低功耗的无线射频通信技术,截至2020年1月连接节点超过了1.45亿个,这种通信技术现已有500个联盟会员,小米、联想、阿里巴巴、腾讯、中兴、OPPO、vivo都是其合作伙伴……它就是LoRa。 “点对点成线,线与线交错成网”,物联网这一关键词日渐成为人尽皆知的概念,自从无线射频通信技术的诞生起,似乎任何东西都能安装上这种芯片,成为物联网中不可缺少的一点。 事实上,这并不是幻想,而是现实。LoRa作为一种非常经济实惠、简单高效、低功耗长距离的无线数字通信调制技术,能够为所有的物品增加信号发射功能。如果说所有东西都增加了定位功能,那就相当于运输、物流、医疗保健、餐饮的设备、产品、车辆和人员都变得可以跟踪和管理。 不过,很多人对于LoRa仍然有着许多的疑问,21ic中国电子网记者近期受邀参加Semtech媒体交流会,现场为记者解答LoRa的各种疑问。 LoRa有市场吗,性价比高吗 讲到一门技术或产品,最让人关注的问题必然是能否赚钱,实际上LoRa就是一项市场应用面广且经济实惠的方案产品。 根据Semtech中国区市场战略总监甘泉介绍,物联网最重要的三大因素是时间、空间和连接,那么串联起这一切的东西非LoRa莫属。 数据显示,2025年,“带有地理定位功能的物联网”市场的规模预计将从现在的400亿美元增长至740亿美元。 不得不说,地理定位是最为强大、发展势头最为迅猛的物联网应用之一,也是LoRa非常重要的应用之一。LoRa定位技术可在跟车队跟踪、宠物跟踪、集装箱跟踪、农业设备、建筑设备、工厂设备、校园设备等所能想象的任何设备上,再加上物联网的高速发展,必然拥有非常强大的市场需求。地理定位的确非常方便,利用这项技术可以有效解决重要物品欺诈性盗窃和丢失。但长期以来并未应用在所有物联设备的原因是因为传统的GPS技术成本高昂,功耗过高导致电池寿命较低,安装容易出现人为失误,设备使用期限仅有5-20年需要经常维护等一系列问题。  反观Semtech在今年6月推出的LoRa Edge产品系列拥有的特性,能够顺利解决目前面临的技术挑战。 从LoRa Edge第一款面向地理定位应用的芯片组LR1110的技术参数来看,主要拥有以下几个特性: 1、低功耗:相比现有解决方案,可以降低10倍的功耗,不过相应来说定位精度会有小幅度降低。根据甘泉解释,实际来说会拥有1-2米的误差,不过对实际来说这种误差在视距之内,低功耗对于应用需求更加重要。 2、使用寿命长:功耗降低数十倍,必然会使得发热降低和电池使用时长增加,能够为产品更久的定位服务。 3、安全程度高:产品拥有多重加密引擎,可为设备到云的安全提供端到端的支持,无需采用外部安全元件,减少安全方案在一定程度上也会降低功耗。 4、成本低:主要从多维度降低成本,其一是BOM成本,高度集成芯片组不仅提供LoRa收发器,还提供GNSS和Wi-Fi扫描功能,不再需要添加GNSS和Wi-Fi器件,降低设计和采购复杂性;其二是功耗降低减少故障率和后期维修频次;其三是无需外部安全元件,继续压缩成本。由此看来,LoRa Edge的性价比几经成本压缩,性价比必然非常诱人。总体而言,这还只是Semtech在LoRa Edge上发布的第一款产品,更别说LoRa除了地理定位还有很多的应用,所以无需担心市场和价格问题。 LoRa安全吗,还能继续使用吗 LoRa的安全性有两个维度,其一是自身的硬件安全性,其二是在中国的应用上。 01 LoRa拥有从物理层、网络层到应用层的三重安全性:  物理层的安全性:LoRa CSS技术可以在噪声以下20dB进行解调,普通设备很难检测和干扰LoRa信号。 网络层的安全性:在本地收集,处理和存储数据。数据受网络所有者的完全控制,不会离开私有的网络。 应用层的安全性:根据应用层的要求进行加密。应用层安全管理可以与网络层配合以实现应用层的整体安全性。对于使用LoRaWAN协议的中国客户,LoRaWAN协议通过在网络层和应用层进行加密,提供了强大的端到端安全性。 02 从中国的应用上,LoRa符合中国工信部公告52号所有要求:  根据Semtech中国区销售副总裁黄旭东介绍,Semtech公司的LoRa及其他无线芯片产品完全支持52号文中的相关规范,并且Semtech坚信这为LoRa技术的长期发展提供了良好的大环境。 他强调,中国工业和信息化部在2019年11月28日发布了工信部第52号文,快速发展的物联网市场实现了有法可依,公告为规范行业市场行为提供了依据,确定了合法的边界,降低了企业违法风险,从政策层面给业界一个定心丸。不论是对于自身影响程度如何,各企业至少得到了合法和违法的确定性界定,那么就可以在合法范畴中开展业务。 另外,根据工信部的第52号公告,符合该公告技术要求的微功率短距离无线电设备,不需要去委会做型号核准,也就是说政策支持下反而无须型号核准。黄旭东表示,工信部在发布该文之前进行了充分的论证调研,不仅公开了公告初稿,同时还广泛听取意见,并对重点问题开展专题论证和专家咨询,Semtech公司及多家LoRa生态企业参与规范讨论。这份对中国物联网行业极为重要的文件,将极大地推动中国物联网行业的发展。 LoRa在中国能用吗,会怎么发展 值得一提的是,Semtech的LoRa芯片没有研发和供应的后顾之忧。具体来说,在中国使用的LoRa芯片由Semtech (International) AG研发和供应,这是一家瑞士公司,总部位于瑞士拉珀斯维尔,并且LoRa芯片的制造、组装和代理分销都是在亚洲地区进行的。 之前LoRa芯片主要还是Semtech一家公司拥有的,不过根据黄旭东的介绍,目前Semtech(International)AG已将其LoRa技术的某些制造权授权给了欧洲和亚洲的某些半导体公司。也就是说,LoRa芯片未来是百花齐放的,前景更加广阔。 黄旭东强调,Semtech的LoRa技术在中国市场上一直保持着高速增长,目前公司已经在中国建立了完整的、还在不断扩大的产业生态,从而不断地在新的垂直市场催生LoRa技术的应用创新机会。Semtech将继续投资于为中国客户提供全面的物联网解决方案,将通过植根于中国的开发、销售和技术支持团队来不断提高服务质量,并创造新的客户机会。 Semtech高级副总裁、全球市场推广及亚太区销售张晖表示,Semtech已成立60余年,是半导体企业中历史最久的公司之一,是以电路器件起家的公司。 “公司专注于钻研技术,所以在推广宣传上可能相对较少。但目前手机有百亿的出货量,全球市场占有率最高,一年发货量超过90亿颗……种种迹象表明Semtech仍然保持着传统的工匠精神”,张晖如是说。 中国区一直以来是Semtech的重点,20多年前就已在北京、上海、深圳、成都、西安等地成立中国分公司,合作伙伴包括小米、联想、阿里巴巴、腾讯、中兴、OPPO、vivo等,明年中国区还将会加大投入,希望能够为中国市场客户服务和支持。 自组、安全、可控的LoRa 通过介绍,LoRa生态在国外主要是运营商使用的LPWAN技术LoRaWAN,国内主要是私有网和专用网,这种网络被称为“长Wi-Fi”,使用方式和Wi-Fi完全相同。 从特性上来说,LoRa拥有自组、安全、可控三个特点。 1、自组:就是个人、企业或者机构都可以部署自己的私有网或者专有网,而这种方式恰好和物联网的分布式的特性相契合。客户可以直接根据应用需求部署自己的小规模网络解决问题,而且这种方式网络扩展非常方便简单。另外,上文也有提及,Semtech的LoRa产品符合工信部的第52号公告要求,所以无需去委会做型号核准。2、安全:上文提及了LoRa从物理层、网络层、应用层上拥有极佳的安全性,另一方面从技术分析数据的安全性来说,LoRa在射频物理层、数据传输过程、安全加密方算法、应用层上Semtech的产品都拥有很强的整体安全性。3、可控:这一部分主要是从网络覆盖范围、功耗、使用寿命上来讲,简单来说Semtech的LoRa器件高投资就会有高收益。笔者认为,LoRa在此前52号文件影响下,受到了不小的误会。实际上,52号文件对于LoRa发展何尝不是一种利好消息,在规范化标准下,反而更加有利于LoRa的有序发展。另一方面,LoRa本身的长寿命、低功耗和低成本,本身的投资回报率相较较高,在物联网发展飞速,任何装置都要接入无线射频通信的大背景下,极具竞争力。 从生态角度来讲,Semtech不仅重视LoRa技术的开发和新产品的不断推出,而且高度重视LoRa产业生态的建设。LoRa产业生态由四根坚实的支柱和三条链条完整地将它们联系在一起的链条构成,形成了完整而多样化的、同时不断演进和扩大的、能够产生技术创新与价值创造的体系。 LoRa生态的四根支柱包括:具有长覆盖距离、低功耗和高灵活性等特性鲜明的、同时又不断创新的LoRa产品组合;由资深团队、软件和服务构成的创新的支持服务体系;围绕LoRa技术从模组开发商到系统集成商再到物联网运营服务提供商在内的合作伙伴体系;融于不同的垂直应用行业/市场,同时又能为其他应用创新带来启发的多样化的应用。而三条将这四根支柱紧密联系在一起的链条包括:价值传递链条、创新传递链条、服务传递链条。 从未来角度来讲,此前Semtech向21ic中国电子网表示,为了推动物联网技术得到应用,就需要降低其应用门槛。简化则意味着帮助客户使其能够更加便利地去快速和高效构建、部署和管理他们客户需要的解决方案。为此,Semtech超越仅提供LoRa连接芯片和模组的模式,进而进行了更大范围的投资、开发和整合,从而简化物联网的应用。 Semtech的举措包括:使现代云服务商和应用开发人员能够更容易地去构建、部署和管理基于LoRa的物联网解决方案,减少对嵌入式技能组合的依赖;通过在复杂性中剥茧抽丝和提供工具来简化硬件开发过程,从而为常规应用案例减少先期硬件设计需求;为开发人员提供培训和资源,使更多开发人员可以接触到LoRa,并支持他们在构建基于LoRa技术的物联网解决方案时实现成长和成功;提供简单的云服务,从而解决复杂的开发、部署或管理任务,并将其抽象为简单的API加以调用。市场正在瞬息万变地不断革新,LoRa在物联网时代仍然有很大的价值等待开发。来源:21ic中国电子网作者:付斌
对于智能家居,一种观点认为是家用机器人会成为控制中心,代替人对整个家庭里面的智能家居设备进行控制,让人在不知不觉中就能享受智能生活的便利。这当然是未来的大方向,也是很多业界朋友为之努力的目标。这个过程不会太短,一则机器人普及比较困难,加之机器人占用空间问题和与主人位置关系的问题,要直接做到这一步,对于从互联网时代迈入物联网时代来说步子可能有点大。 那么,还有其他路可以探索吗?或许AR技术可以为我们带来新的启发。让我们先从物联网的服务产生过程来一探究竟。 笔者个人认为,对未来智能生活场景而言,物联网的“物”和“网”是紧密联系而将各有分工的,“物”的层面既是感知层,作为网端的入口,同时又是一个执行层,执行网端反馈回来的指令进而发生诸如开关灯、播放视频等应用场景。而“网”的层面则是对感知层数据进行进行汇总和分析,运用大数据乃至人工智能工具对“物”端下达指令。 在这个模型中,我们可以看到,机器人或云端智能代替人做出抉择,帮助人控制设备,从而将人解放出来。真正对人起服务作用的是“物”端的设备,这些设备直接为人提供各种服务,满足人们五花八门的需求。 那么,是不是所有事物都可以交由网络或者人工智能来处理呢?答案当然是否定的。一些私密性比较强的操作或者临时性的操作还是需要人自己来完成。人的行为非常难以预测,机器的智能不能够总是知道我们到底需要什么。所以需要将“物”进行一种简单的分层。一层是诸如照明系统、温控系统、供水系统等提供给我们基本生活所需的设备,可以通过用户使用习惯等数据实现自动的智能化操作,这类设备可以交由人工智能代为管理;另一层则是诸如电视、电话等设备,和我们的精神、社交生活息息相关,人们的主观需求更强,这些设备再智能也很难满足我们连自己都不知道会发生什么改变的需求。 第一层设备随着物联网技术不断发展,最终实现无控化操作并实现智能生活只是时间问题。而且并不需要人太多介入其中。而对第二层设备,我们则需要一个可供人机交互的操作平台来接入。那么这类物联网系统就会变成由人下达指令,而非由控制中心下达指令,人的思考将主导设备的运行,而不是由人工智能来主导。也只有这样,我们才能让生活更加称心如意。 当然,这两层设备的划分相对的,因为所有的设备可能都要面临这两种控制方式,只是其中某一种控制方式的频率将会比另一种高。我们在使用第一层设备,比如空调,如果根据人工智能的算法为我们提供的服务,我们有时候可能感到环境过热或过冷,甚至也可能我们在某些可以忍受的时候,为了节电而选择不使用空调。那么,当主观因素占主导的时候,我们还是需要一个可控的方式来对空调传到我们的意志。 当然,我们不得不说,这种方式将不再会是智能手机及其App,因为使用起来他们并不比用手按开关更能体现我们的意志。甚至把简单的操作变得更加复杂了。我们可以从近期的相关报道来探讨这种趋势的可能方向。 BBC日前进行了一项仅用脑电波控制电视的实验。该实验与科技公司ThisPlace合作展开,后者表示已经开发出了一款价格低廉的、可以读取脑电波的头戴式耳机。使用这一耳机,观众可以仅通过脑电波选择节目。这款耳机可同BBCiPlayer的实验版本配合使用。用户可以通过集中注意力或放松精神来开启并操作这款iPlayer应用。 如果能够使用脑电波控制当然是最完美的方案,但事实上这样的技术实现在各个领域的普及可能还需要较长的时间。而诸如谷歌、脸书、微软等公司都在研究的虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术或许能够给我们一些新的启发。这其中,又以AR技术因为能和现实世界联动而比较容易作为控制平台的接入点。而VR可能更多可能应用于游戏,电影等娱乐项目。 昨日,有消息称谷歌的AR眼镜GoogleClass2.0将定位于专业办公设备。其实这和PC最开始在办公领域的应用如出一辙。新的技术出现和推广,对大众来说不是那么容易接受的事,但好的东西就能经过时间考验。谷歌对这款眼镜的定位改变可见改变人们的使用习惯有多么困难。但这并能排除AR技术作为未来人与万物互联的接入操作中心之一。 而另一款受大众关注的AR设备就是微软的微软的HoloLens眼罩。昨日微软宣布将向学术界征集各种方案,以便为AR技术寻找可能的应用方式。微软已经提出了一些潜在应用领域,包括数据可视化、互动艺术、人机交互和心理学等。但该公司还希望得到学术界的帮助,并将向提出5项最好建议的美国研究人员奖励10万美元和两套HoloLens开发套件。过去几个月,微软已经展示了如何使用HoloLens玩游戏、设计3D模型、探索火星,甚至展开Skype通话。但除此之外,这款产品的应用领域并不算多。因此,微软希望从学术界获得灵感。 其实,如果将AR设备作为智能家居的操作平台或许是很不错的选择,总结起来,AR技术有很大优势:1.AR眼镜可识别各类设备,从而能够与各种设备建立连接。2.AR能够识别手势,可实现对设备的短距非接触操作。3.AR能够随身携带,在移动过程中也可以通过网络进行操作,适用于各种应用场景。4.AR还可能有更广泛的应用,未来将不限于智能家居,更可能会与其他智慧生活相关服务如社交、出行等结合起来,形成更加广泛的物联网应用。 错失移动互联网的微软,或许有机会借AR技术,在物联网时代,与其他科技巨头相比或还有一战之力。虽然现在AR技术和智能家居一样叫好不叫卖,我想一来是消费者接受有一定过程,而则是物联网的时代才刚刚开始,两者彼此之间还没有能发生美丽的邂逅。 相比起来,AR眼镜能够提供的服务现在远不成熟,但其最重要的是点在于交互,能够比手机App更加直观和便捷,我相信AR并不会因为谷歌眼镜的受挫而被大众市场一直冷落下去。因为AR带来的不仅仅是视觉体验的革命,更是未来一场渗透到我们日常生活中各个角落的技术风暴。
免GPS定位功能已被Semtech公司添加到其面向IoT的LoRa无线RF之中。新增特性与全部现有LoRaWAN终端节点和公司今年早些时候发布的LoRaWAN网关基础设施参考设计V2均兼容。 到2020年,预计联网设备将达到150亿件,其中一半以上包含地理数据。LoRa定位为汽车、物流、消费、保险、农业、建筑等行业提供了节能型免GPS定位功能。 在不增加物料清单和不耗费电池电量的情况下为终端节点添加定位功能打开了用例的新天地,预计会为LoRaWAN网络运营商带来可观的收入流。 公司的LoRa定位由LoRaWAN网关V2实现,它能够共享准确的公共时间基准,为接收的每个LoRa数据包添加高分辨率时间戳。每个基站都会报告到达时间和支持的元数据,让位置解算器根据到达时间差(DTOA)算法来确定终端节点位置。 位置是任何LPWAN网络都需要的特性之一,但是迄今为止,它都需要成本畸高、电池电量耗费速度更快、基于卫星的解决方案。 网络衍生定位无需任何额外处理,终端节点可以保持LoRa的标准、低功耗。
一、链路区别 LoRa链路 GW:Lora网关 LoRaNS:解析LORAWAN协议服务器和LORAWAN协议规范的数据,相当于解密 AS:应用服务器,获取并保存或操作相应的数据 APP:现在不需要手机应用程序,但是物联网终于发展为可以应用于个人,因此在将来,必须手动管理自己的终端设备,管理科学和技术发展的APP,谁能想到他们经常掌握的东西。 NB-IOT链路 GW:运营商网关(电信,移动,连接,广播和电视) 核心网:运营商根据不同协议发送和接收数据的单元 CDP服务器:用于制造设备和管理设备的服务器。可以使用TCP或UDP来制作自己的CDP服务器,但是将来可能会受到限制。例如,华为必须使用与Communications合作生产的OceanConnect平台或移动OneNet平台。 AS:应用服务器,获取并保存或操作相应的数据 APP:现在不需要手机应用程序,但是物联网终于发展为可以应用于个人,因此在将来,必须手动管理自己的终端设备,管理科学和技术发展的APP,谁能想到他们经常掌握的东西 二、LoRa与NB-IOT的相同点 实现了长距离,低功耗,数据量小的优点,适用于物联网电池供电过程中建设周期长的小型产品。 三、LoRa与NB-IOT的区别 1.LoRa:自组网的门槛越来越高,从终端到GW到NS,AS必须自己开发,网关必须自己设置(网关高,一个成本35K) 2.NB-IOT不需要设置自己的网关,操作员的支持和文档是完整的,开发速度很快,并且信息必须通过操作员进行通信,但是单端模块的成本是高于LoRa. 四、LORA和NB的协议操作模式 1、LoRa的三种工作模式:ClassA、ClassB、ClassC ClassA:终端首先发送,发送后接收窗口将打开。终端只能在发送后接收。即,对上行链路没有限制,并且只有当上行链路分组到达时,才可以由终端接收下行链路数据。(最低功耗) ClassB:终端和服务器可以协商接收窗口的打开时间和时间,然后在约定的时间接收,一次接收多个报文。(低耗电时间) ClassC:终端在发送之外的其他时间打开接收窗口。消耗更多能量,但通信延迟最低。(最高功耗) 2、NB-IOT的三种工作模式:连通,空闲,PSM Connect:可以发送,最耗能的瞬间,有点高,220mAh空闲时模块无数据流,功耗中等,约35mAhPSM:省电模式,显然是最省电的模式,功耗约为35uALoRa的Connect,idle和PSM已包含在Class模式中,发送方为Connect,未发送接收方为空闲,PSM处于休眠状态。 整个nb的工作过程大致如图所示,RX和TX为连接模式,空闲寻呼模式,PSM为最低功耗模式。T3324和T3412是控制能耗的关键。这是开卡决定使用时与运营商联系的计划。运营商建议根据您的应用程序使用该课程。 除PSM模式外,NB还具有eDRX模式,与具有多个T3324的PSM中的T3412等效,该模式在指定时间内连续寻呼以确保实时数据分发。在某些情况下,它可将功耗降至最低。 五、物联网产品的两个问题:功耗和数据时效性 1.许多客户希望自己发布的数据和控制命令可以实时通信,但是当终端频繁开启接收模式时,会消耗很多功率,无法支持3到5年的运行时间。现在LoRa的ClassB,NBEDRX模式给用户提供了更多选择。 2.目前使用的东西更多互联网连接产品基本上使用LoRa的ClassA模式和NB的PSM模式。它会由MCU维护和手动完成,例如人孔盖打开警报,智能水表,等,它们的传输周期和下行链路实时性能。 3.对于始终提供电源的终端设备,无论功耗如何,都可以充分利用其数据传输功能,并且可以在LoRa级别c模式和eDRX中将寻呼周期时间设置为最短模式。例如,路灯控制,家用电器控制等。
人类社会的发展离不开对电力的需求,我国是全球最大的电力消费国。据中国电力企业联合会统计:截至2020年6月底,全国发电装机容量达到了20.5亿千瓦,同比增长5.5%;其中采用一次性能源的火电装机容量达12.1亿千瓦,同比增长3.7%;燃煤发电装机容量为10.5亿千瓦,同比增长3.0%;光伏发电装机容量为2.2亿千瓦,同比增长16.4%。 目前,发电用煤约占全国煤炭总产量的25%。煤炭作为一种不可再生资源,其存储量在日益减少,并且在使用过程中会排出大量有毒有害物质,对水、土壤和大气造成污染,形成温室效应和酸雨,严重危害人类赖以生存的环境。因此,国际上急需一种新能源产业来代替传统的燃料,减少对环境的影响。 光伏产业作为一种利用太阳能发电的新兴产业,与传统发电方式相比,具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和建设周期短等特点,因而受到世界各国的重视。我国已经成为全球最大的光伏发电组件和配件生产国,光伏发电各环节的产业规模保持快速增长的势头。 尽管光伏发电有着诸多优势,但在具体的应用场景中,仍存在一些亟待解决的问题,例如光伏发电急需精细化以实现降本增效;传统光伏支架由于安装角度固定,无法跟踪光照,不能最大化利用太阳能;传统光伏板需要依靠维护人员巡检管理,成本高,并且存在漏检现象等。而物联网技术能够帮助光伏产业进一步提升效率。 为有效解决上述问题,厦门四信通信科技有限公司(以下简称“厦门四信”),一家领先的物联网通信设备及解决方案服务提供商,巧妙地将物联网技术与光伏产业相结合,推出了基于LoRa?的光伏跟踪支架自动控制系统。其架构图如图1所示,整个系统架构由工控机、风速传感器、LoRa终端、角度传感器、电机驱动器、电机等部分组成。 图1:光伏跟踪支架自动控制系统架构图 光伏跟踪支架自动控制系统是一套负反馈控制系统,由四信工控机采集角度传感器信息,根据当前角度与目标角度的差异,下发控制指令驱动电机带动推拉杆运动使太阳能板旋转,直至采集回来的当前角度与目标角度吻合,从而增加太阳能板的受光面积,最大限度捕获入射的太阳能,进而提高电厂发电量。实际应用场景如图2所示。 图2:系统实际应用场景 “光伏发电产业对物联网有着极强的需求,其他物联网技术在光伏上也有很大应用,针对光伏覆盖范围大的特点,我更倾向推荐LoRa。因为LoRa具有成熟稳定、覆盖面广、抗干扰性强、组网灵活和经济性高等特点,非常适合光伏产业的物联网需求。”厦门四信产品经理叶顺林表示。 作为该系统的关键部分,基于LoRa的终端负责业务数据的无线传输。正是因为Semtech的LoRa技术具有传输距离远、功耗低、抗干扰性强等特点,使其非常适用于恶劣的安装环境,此外,可以通过远程升级(OTA)工具对系统进行升级,无需人工现场操作,提高了系统智能化和自动化管理。 叶顺林补充道:“由于光伏应用现场部分环境非常恶劣,对产品的抗静电要求、高低温要求、天线要求十分严格,厦门四信基于LoRa的产品经过现场验证测试,可满足恶劣环境使用;同时我们在LoRa的基本特性上开展了多项创新,比如批量远程OTA升级和远程无线配置节点参数。” 尽管安装跟踪支架自动控制系统会产生额外成本,但可以被其增加的发电收益抵消,并且带来更好的经济收益。经计算,在阳光充足的地区,安装该系统仅需每瓦5美分的一次性成本,但是可以为光伏项目增加10-20%的发电量,将项目的度电成本降低12%。 基于LoRa的光伏跟踪支架自动控制系统具有多项优势,具体如下:       免布线,易部署,节省布线施工成本和时间       工作在无需授权的ISM 470MHz频段,无需向运营商支付流量费用       采用星形组网,协议架构简单,稳定可靠,适用于广播轮询采集控制的应用场景       采用LoRa专利调制解调技术,灵敏度可达-140dBm,比其他无线技术具有更强的抗干扰能力       相比2.4G ZigBee技术,工作在470MHz频段的LoRa波长更长,衍射能力和穿透太阳能板遮挡的能力更佳       厦门四信基于LoRa的产品增加ESD静电防护电路,能够经受8KV以上接触静电,满足国标VI标准,尤其适用于北方干燥恶劣的野外环境 作为一家领先的物联网技术公司,厦门四信推出了多款基于LoRa的产品,其中F8L10ST低功耗传感器终端是一款基于LoRa扩频技术的无线数据传输防水终端,可接入各种符合接口的传感器,比如RS485、RS232、ADC、IO等接口传感器。F8L10ST低功耗传感器终端采用高性能的工业级LoRa方案,具有丰富的接口、支持锂亚电池供电、太阳能供电、DC供电等多种供电方式,现已广泛应用于物联网产业链中的M2M行业,如智慧楼宇、智慧城市、智慧消防、智慧电力、智慧农业灌溉、土壤墒情、园林绿化、智慧林业、养殖和室内外环境监测等领域。 厦门四信总经理陈淑武说:“我们将与Semtech及LoRa生态中的更多伙伴合作,共同将基于LoRa的物联网技术推广应用到更多的行业中,从而让物联网为每个人创造更高的价值。” Semtech中国区销售副总裁黄旭东说:“Semtech一向倡导绿色、节能、环保,我们很高兴看到厦门四信将LoRa应用到光伏产业,在为产业带来更高经济效益的同时,利用清洁能源来保护我们共同的居住环境。LoRa作为一种应用成熟且拥有庞大生态系统的物联网技术,凭借其自组、安全、可控的特点,已在诸多行业实现智能化和自动化管理,并将进一步推动中国的工业物联网技术发展。”