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什么是LoRaWAN?丨智能百科

編輯:y 來(lái)源:千家網(wǎng) 更新于:2023-04-03閱讀:0

什么是LoRaWAN?丨智能百科

通信和網(wǎng)絡(luò )協(xié)議是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應用的重要組成部分。沒(méi)有它們,就不可能實(shí)現用于創(chuàng )建智能應用的設備互連和數據交換。

什么是LoRaWAN?丨智能百科


好在,關(guān)于此類(lèi)協(xié)議有多種選擇,具有不同的技術(shù)特征和實(shí)用程序,每一種都適用于特定領(lǐng)域和用例場(chǎng)景。

最流行的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議之一,尤其是在物聯(lián)網(wǎng)應用領(lǐng)域中使用的是遠程廣域網(wǎng),也稱(chēng)為L(cháng)oRaWAN。特定技術(shù)的定義是其低功耗要求和遠程功能,同時(shí)增強物聯(lián)網(wǎng)設備的整體功能。

本文將研究LoRaWAN的官方定義,同時(shí)試圖從技術(shù)上進(jìn)行解釋?zhuān)员阃ㄟ^(guò)描述協(xié)議規范來(lái)理解和繼續。

LoRaWAN的官方定義


在深入研究協(xié)議的定義之前,先了解一些關(guān)于其起源的重要事實(shí)。

LoRaWAN由LoRa聯(lián)盟開(kāi)發(fā),該聯(lián)盟成立于2015年,擁有500多個(gè)成員,包括物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和服務(wù)提供商、制造商和電信企業(yè)。

LoRaWAN于2009年由格勒諾布爾企業(yè)Cycléo的創(chuàng )始人開(kāi)發(fā),該企業(yè)于2012年被Semtech收購。三年后,Semtech成立了LoRa聯(lián)盟,這是一個(gè)行業(yè)協(xié)會(huì ),目前擁有500多個(gè)成員,包括物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和服務(wù)提供商、制造商和電信企業(yè)。Semtech正是通過(guò)這個(gè)生態(tài)系統來(lái)推廣協(xié)議并在全球范圍內開(kāi)發(fā)其用途。

此外,LoRaWAN是一種介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制(MAC)層協(xié)議,于2021年成為國際電信聯(lián)盟(ITU)官方認可的低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)標準。


LoRa聯(lián)盟官方發(fā)布的定義如下:

“LoRaWAN?規范是一種低功耗、廣域(LPWA)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議,旨在將電池供電的“事物”無(wú)線(xiàn)連接到區域、國家或全球網(wǎng)絡(luò )中的互聯(lián)網(wǎng),并針對關(guān)鍵的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)要求,例如如雙向通信、端到端安全、移動(dòng)性和本地化服務(wù)?!?/p>

LoRaWAN結合了物聯(lián)網(wǎng)設備和網(wǎng)絡(luò )的無(wú)線(xiàn)互連功能,同時(shí)為最終用戶(hù)保留了重要的功能。

簡(jiǎn)化LoRAWAN定義:


下面一行一行地詳細解釋這個(gè)定義。

“LoRaWAN?規范是一種低功耗廣域(LPWA)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議”——LoRaWAN是一種具有低能量要求但支持更大區域的通信協(xié)議。

“旨在將電池供電的‘事物’無(wú)線(xiàn)連接到區域、國家或全球網(wǎng)絡(luò )中的互聯(lián)網(wǎng)”——其能夠通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)互連物聯(lián)網(wǎng)電池供電設備,支持從本地到全球級別的網(wǎng)絡(luò )。

“并針對關(guān)鍵的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)需求,例如雙向通信、端到端安全、移動(dòng)性和本地化服務(wù)?!薄鳛橐环N協(xié)議,其旨在進(jìn)一步增強重要的物聯(lián)網(wǎng)需求,例如雙向通信和數據傳輸、從一個(gè)設備到另一個(gè)設備的安全數據傳輸、支持便攜性和協(xié)助實(shí)時(shí)跟蹤功能。

LoRaWAN的技術(shù)特點(diǎn)


其技術(shù)規范的基礎是與LoRa的連接,LoRa是Semtech開(kāi)發(fā)的一種無(wú)線(xiàn)調制方案。具體來(lái)說(shuō),由于其MAC特性,其作為L(cháng)oRa的擴展,并將支持的節點(diǎn)以星形拓撲部署到LoRa系統中。

LoRaWAN的主要特點(diǎn)如下:


  • 遠距離通信范圍,具體取決于應用。

  • 物聯(lián)網(wǎng)設備的電池續航時(shí)間長(cháng)達10年,根據LoRaWAN規范中提供的不同類(lèi)型類(lèi)別,能源消耗會(huì )受到影響。

  • 對操作條件和維護以及選定的設備都有低成本要求。

  • 通常情況下,其支持用于通信和數據交換的免許可頻譜,但在某些地區可能會(huì )有特定規定。

  • 數據速率取決于要傳輸的有效負載大小。其范圍是0.3kbps~50kbps,有效負載大小為51字節~241字節。


LoRaWAN的優(yōu)缺點(diǎn)


考慮到協(xié)議的技術(shù)特性及其定義的功能,可以看看其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。先說(shuō)優(yōu)點(diǎn):

從其定義和技術(shù)特征中可以看出,LoRaWAN協(xié)議的最大優(yōu)勢之一是其低功耗要求和增加的電池容量,以及遠距離能力。這使其成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能解決方案部署的完美解決方案。該協(xié)議通過(guò)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )在室內運行良好,并允許在某些情況下使用傳感器從地下設備收集數據。

實(shí)際上,該協(xié)議同時(shí)支持公共網(wǎng)絡(luò )和專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )。該協(xié)議還支持實(shí)時(shí)跟蹤服務(wù)和地理定位,無(wú)需GPS芯片組。

但是,其也有一些缺點(diǎn):

由于數據速率有限,其不適合大負載。其也不能支持多媒體文件,如音頻或視頻。另一個(gè)需要考慮的因素是,根據安裝的傳感器,有時(shí)可能會(huì )有輕微的延遲。事實(shí)上,對于C類(lèi)傳感器,指令(下行鏈路)在編程后立即發(fā)送,并且沒(méi)有延遲。對于A(yíng)類(lèi)傳感器,指令在傳感器向服務(wù)器發(fā)送消息后執行。

以下是A&C類(lèi)設備的一些用例:

-使用恒溫閥創(chuàng )建簡(jiǎn)單的加熱調節。

-使用干接觸傳感器監控開(kāi)/關(guān)繼電器。在這些示例中,對于響應式調節或快速開(kāi)/關(guān),建議使用C類(lèi)設備。

最后,根據用例和使用的頻率類(lèi)型,可能需要進(jìn)行額外設置以避免潛在干擾。

總結


LoRaWAN通信協(xié)議是一種遠程、低功耗無(wú)線(xiàn)協(xié)議,旨在將物體連接到互聯(lián)網(wǎng),例如傳統蜂窩連接無(wú)法選擇或成本高昂的環(huán)境中的物聯(lián)網(wǎng)傳感器。由于其使用壽命和成本,其是智能建筑的有效且可持續的解決方案,可以改善建筑物的能源性能、舒適性、空氣質(zhì)量、安全性或設備管理。


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