LoRa，物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用中的新寵！

    近期，LoRa技術(shù)猶如雨后春筍迅速在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)廣為人知。LoRa成為一個(gè)新的亮點(diǎn)，為物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇。

    LoRa是通過(guò)成熟的無(wú)線技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)器到機(jī)器（M2M）的低功耗、廣域網(wǎng)連接以及物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的應(yīng)用.LoRa技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了超遠(yuǎn)距離傳輸、低功耗、數(shù)據(jù)安全等，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)起到了巨大的牽引作用。

    LoRa主要在全球免費(fèi)頻段運(yùn)行（即非授權(quán)頻段），包括433、868、915MHz等。在中國(guó)，470M～860M頻段以前是模擬電視頻段，在電視數(shù)字化后，原有部分模擬電視頻段空閑；中國(guó)SRRC將470M～510M頻段分配用于水/電/氣的無(wú)線抄表頻段，相當(dāng)于是受限ISM頻段，適于LoRa技術(shù)使用。

    2015年3月LoRa聯(lián)盟宣布成立，這是一個(gè)開(kāi)放的、非盈利性組織，其目的在于將LoRa推向全球，實(shí)現(xiàn)LoRa技術(shù)的商用。該聯(lián)盟由Semtech牽頭，發(fā)起成員還有法國(guó)Actility，中國(guó)AUGTEK和荷蘭皇家電信KPN等企業(yè)，到目前為止，聯(lián)盟成員數(shù)量達(dá)330多家，其中不乏IBM、思科、法國(guó)Orange等重量級(jí)廠商。

    Semtech為L(zhǎng)PWAN的實(shí)現(xiàn)提供了硬件的實(shí)現(xiàn)，2016年1月28日，中興微電子與美國(guó)Semtech公司簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將在LoRa芯片及應(yīng)用層面進(jìn)行深入合作，并在智慧城市領(lǐng)域開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。中興微電子以及各廠家將圍繞LoRa技術(shù)在各行業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新展開(kāi)工作，積極打造中國(guó)LoRa應(yīng)用的“技術(shù)交流平臺(tái)”、“方案驗(yàn)證平臺(tái)”、“市場(chǎng)合作平臺(tái)”、“資源對(duì)接平臺(tái)”和“創(chuàng)新孵化平臺(tái)”。2016年底飛利信也加入了中興發(fā)起的中國(guó)LoRa應(yīng)用聯(lián)盟CLAA，致力于LoRa的應(yīng)用推廣。

    圖1LoRa硬件框架

    LoRa網(wǎng)絡(luò)主要由終端（內(nèi)置LoRa模塊）、網(wǎng)關(guān)（或稱基站）、服務(wù)器和云四部分組成，應(yīng)用數(shù)據(jù)可雙向傳輸。

    圖2LoRa網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

    在傳統(tǒng)的局域網(wǎng)或者廣域網(wǎng)當(dāng)中，遠(yuǎn)距離和低功耗只能二選其一，但是隨著智慧城市及智慧農(nóng)業(yè)、牧業(yè)的全面部署以及城市感知與互聯(lián)的發(fā)展需求，城市、農(nóng)田、牧場(chǎng)越來(lái)越多的碎片化終端設(shè)備需要接入網(wǎng)絡(luò)，這就需要低功耗長(zhǎng)距離的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。LoRa通信基于擴(kuò)頻技術(shù)兼顧了遠(yuǎn)距離與低功耗。LoRa網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)施部署，將顛覆傳統(tǒng)智慧城市網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)方式，并重構(gòu)智慧城市的運(yùn)營(yíng)模式和生態(tài)環(huán)境。

    以雙向數(shù)據(jù)通信滿足前端與后臺(tái)的無(wú)縫對(duì)接，LoRa網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)屬于典型的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以終端、基站、服務(wù)器組成，基站作為中間件連接終端及后臺(tái)服務(wù)器�；�于擴(kuò)頻技術(shù)具有超強(qiáng)的抗干擾能力，穿透性強(qiáng)，300bps至50Kbps的低數(shù)據(jù)傳輸速率（自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率），小于10毫瓦的發(fā)射功率，通信距離達(dá)到了空曠地帶15公里，建筑密集區(qū)2到3公里的廣域覆蓋。

    在智慧城市的建設(shè)中，建設(shè)智慧交通構(gòu)建車聯(lián)網(wǎng)，對(duì)路燈實(shí)施控制實(shí)現(xiàn)智能照明，對(duì)井蓋廣告牌的管理，城市及各行業(yè)水電消耗的監(jiān)控建設(shè)智能樓宇，土壤水質(zhì)的環(huán)境監(jiān)測(cè)分析等。LoRa作為通信網(wǎng)絡(luò)將輔助于一系列的智能城市的應(yīng)用，以增加城市運(yùn)行的日常效率。在農(nóng)牧業(yè)，LoRa也將大顯身手，根據(jù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，需要對(duì)資源進(jìn)行合理的控制，提高產(chǎn)量，考慮到農(nóng)田所處的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境即絕大部分的農(nóng)田都沒(méi)有蜂窩覆蓋，對(duì)土壤、空氣等環(huán)境因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，對(duì)于土壤及空氣的溫度、濕度和土壤酸堿度等的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)就要求傳感器的數(shù)據(jù)采集在時(shí)間上需要具有長(zhǎng)效性，還需要由外在的經(jīng)濟(jì)合理性對(duì)成本進(jìn)行控制，LoRa以超長(zhǎng)的電池壽命，低速率遠(yuǎn)距離傳輸?shù)牡统杀究刂�，將為最理想的選擇。

    下面有幾個(gè)LoRa的應(yīng)用實(shí)例，展示一下：實(shí)時(shí)顯示停車位分布狀況的停車場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)（圖3）、實(shí)現(xiàn)無(wú)線土壤檢測(cè)的智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)（圖4）、防止盜獵的南非Kruger國(guó)家公園犀牛保護(hù)項(xiàng)目（圖5）等。這些項(xiàng)目的部署時(shí)間都非�？欤�例如上述的停車監(jiān)控系統(tǒng)，覆蓋面積10km*10km，部署了6個(gè)LoRa網(wǎng)關(guān)，支持終端規(guī)模3000個(gè)，部署時(shí)間僅需兩周。

    圖4：成功案例-智能農(nóng)業(yè)

圖5：成功案例-犀牛保護(hù)項(xiàng)目

    在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展浪潮中，飛利信也將以共享的理念推動(dòng)LoRa網(wǎng)絡(luò)在國(guó)內(nèi)的規(guī)�；�部署和應(yīng)用，結(jié)合國(guó)內(nèi)的政策和市場(chǎng)環(huán)境，助力LoRa網(wǎng)絡(luò)推廣。