什(shén)麽是(shì)LoRaWAN？丨智能(néng)百科 ‌ (kē)

通(tōng)信和(hé)網絡協議(yì)是(shì)物(wù)聯網(♥¥IoT)應用(yòng)的(de)重要(yào)組成部分(fēn)。÷↑→沒有(yǒu)它們，就(jiù)不(bù)可(kě)能(néng)實現(x∏<iàn)用(yòng)于創建智能(néng)應用(yòng)的(de)設備互σδ↓♥連和(hé)數(shù)據交換。

好(hǎo)在，關于此類協議(yì)有(yǒu)多(duō)種選擇，具←φπ>有(yǒu)不(bù)同的(de)技(jì)術(sh☆♦$ù)特征和(hé)實用(yòng)程序，每一→®≈(yī)種都(dōu)适用(yòng)于特定≈π↑領域和(hé)用(yòng)例場(chǎng)景。©←☆

最流行(xíng)的(de)網絡協議(yì)之一(yī)，尤其是(shì)♠φ↕在物(wù)聯網應用(yòng)領域中使用(yòng)的(d​≤e)是(shì)遠(yuǎn)程廣域網，也(yě)稱為(wèi)LoR™≥↕ aWAN。特定技(jì)術(shù)的(→∞™®de)定義是(shì)其低(dī)功耗要(yào)求和(₩↕​§hé)遠(yuǎn)程功能(néng)，同時(≠₩≤shí)增強物(wù)聯網設備的(de)整體(t¶♣≈©ǐ)功能(néng)。

本文(wén)将研究LoRaWAN的(de)官方定義，同時(shí)試 ®€σ圖從(cóng)技(jì)術(shù)上(shàng)進行(xíng)解釋，以π∞←∏便通(tōng)過描述協議(yì)規範來(lái)理(lǐ)解和(hé)繼續。÷π÷

LoRaWAN的(de)官方定義

在深入研究協議(yì)的(de)定義之前，先了(le)解一(₽₩yī)些(xiē)關于其起源的(de)重要(<₩¶✘yào)事(shì)實。

LoRaWAN由LoRa聯盟開(kāi)發，該聯盟成立于20≥→15年(nián)，擁有(yǒu)500多(duō)$★‌÷個(gè)成員(yuán)，包括物(wù)聯網産品和(hé)服$¥→δ務提供商、制(zhì)造商和(hé)電(diàn)信企業(yè)。

LoRaWAN于2009年(nián)由格勒諾布爾企業(ε'α£yè)Cycléo的(de)創始人(rén)開(kāi)發，該企業(yè)于2✘₹↔‍012年(nián)被Semtech收購(↔©‌‍gòu)。三年(nián)後，Semtech成立了♣↓(le)LoRa聯盟，這(zhè)是(shì)一(yī)個(gè)行(★•xíng)業(yè)協會(huì)，目前擁有ש"≥(yǒu)500多(duō)個(gè)成員(y♣ uán)，包括物(wù)聯網産品和(hé)服σ☆∏務提供商、制(zhì)造商和(hé)電(diàn)信企業(yè)。₩↓↑Semtech正是(shì)通(tōng)過這(★←<zhè)個(gè)生(shēng)态系統來↕♠ε(lái)推廣協議(yì)并在全球範圍內(nèi•≤​)開(kāi)發其用(yòng)途。

此外(wài)，LoRaWAN是(shì)一(yī)種介質$§®♣訪問(wèn)控制(zhì)(MAC)層協議(yì)，于2021年(nián)♣α÷成為(wèi)國(guó)際電(diàn)信聯盟(I‌ £TU)官方認可(kě)的(de)低(dī)功耗廣域網(LPW♣∑AN)标準。

LoRa聯盟官方發布的(de)定義如(rú)下(xià)：

“LoRaWAN®規範是(shì)一(yī•≠)種低(dī)功耗、廣域(LPWA)網絡協議(♦≤yì)，旨在将電(diàn)池供電(diàn)的(de)↔→“事(shì)物(wù)”無線連接到(dào)'≤≤區(qū)域、國(guó)家(jiā)或全球網絡中±↑$的(de)互聯網，并針對(duì)關鍵的(de)物(wù)聯網 ↓(IoT)要(yào)求，例如(rú)如(rú)雙向通(tō®★∑↕ng)信、端到(dào)端安全、移動性和(hé)本地(dì)化(huà)服務β$♣。”

LoRaWAN結合了(le)物(wù)聯網設備和(hé)網絡的(de)≠±‌¶無線互連功能(néng)，同時(shí)為(wèi)最終用(yòn®←‍♦g)戶保留了(le)重要(yào)的(de)功能(néng)。

簡化(huà)LoRAWAN定義：

下(xià)面一(yī)行(xíng)一 ε₽(yī)行(xíng)地(dì)詳細解釋這(z≥↑hè)個(gè)定義。

“LoRaWAN®規範是(shì)一(yī)種低(dī)β♥α功耗廣域(LPWA)網絡協議(yì)”——LoRaWAN是(sε∞★≠hì)一(yī)種具有(yǒu)低(dī)能(néng)量要(yào) &±¥求但(dàn)支持更大(dà)區(qū)域的(de)通♠∑™(tōng)信協議(yì)。

“旨在将電(diàn)池供電(diàn)的(de)‘事(shì)物(wù)‍₩♣★’無線連接到(dào)區(qū)域、國(guó)家(jiā)或全球網絡中​¶¥的(de)互聯網”——其能(néng)夠±↕¶∑通(tōng)過互聯網無線互連物(wù)聯網電(diàn)池供電(±φ diàn)設備，支持從(cóng)本地(dì)到(>δ♥πdào)全球級别的(de)網絡。

“并針對(duì)關鍵的(de)物(wù)聯網(IoT)需求，例如(rú)雙向∑‌¥φ通(tōng)信、端到(dào)端安全、移動性和(h§♥Ωé)本地(dì)化(huà)服務。”——作(zuò)為(wèi)一(y ←←ī)種協議(yì)，其旨在進一(yī)步增強重♦↔要(yào)的(de)物(wù)聯網需求，例如(‍"↕$rú)雙向通(tōng)信和(hé)數(shù)據傳輸、從(cón→£ g)一(yī)個(gè)設備到(dào)另一(yī)個(gè)設備的(de)÷​≠ε安全數(shù)據傳輸、支持便攜性和(hé)協助實時(shí)跟蹤功∏₹δ能(néng)。

LoRaWAN的(de)技(jì)術(shù)特點

其技(jì)術(shù)規範的(de)基礎是(shì)與LoRa$♦↔"的(de)連接，LoRa是(shì)Semtech開(kāi)發的(de)♦§↕一(yī)種無線調制(zhì)方案。具體≈←<(tǐ)來(lái)說(shuō)，由于其MAλλε♠C特性，其作(zuò)為(wèi)LoRa的(de)擴展，并将支持的(♣®de)節點以星形拓撲部署到(dào)LoRa系統中。

LoRaWAN的(de)主要(yào)特點如(rú)下(₩‍÷∑xià)：

• 遠(yuǎn)距離(lí)通(tōng)信範圍，具體(t&↔ǐ)取決于應用(yòng)。

• 物(wù)聯網設備的(de)電(diàn)池續航時(shí)間↓♠Ω(jiān)長(cháng)達10年(nián)，根據LoRaWAN規'‍範中提供的(de)不(bù)同類型類别，能(₽≈♣néng)源消耗會(huì)受到(dào)影(yǐng)響。

• 對(duì)操作(zuò)條件(jiàn)和(hé)維護以及選定的(de)設☆ >∞備都(dōu)有(yǒu)低(dī)成本要(yàπ∏Ωo)求。

• 通(tōng)常情況下(xià)，其支持用(yòng)于通©∏<≈(tōng)信和(hé)數(shù)據交換的‌™(de)免許可(kě)頻(pín)譜，但(dàn)在某些(xiē)地(dì)區‌α>∞(qū)可(kě)能(néng)會(huì)有(y♦λǒu)特定規定。

• 數(shù)據速率取決于要(yào)傳輸的(de)有(yǒu)效負載大(dàα®ε)小(xiǎo)。其範圍是(shì)0.3kbps~50kbps$>，有(yǒu)效負載大(dà)小(xiǎo)為(wèi)51字節~241字&∞λ節。

LoRaWAN的(de)優缺點

考慮到(dào)協議(yì)的(de)技(jì)術(shù)特☆¥α性及其定義的(de)功能(néng)，可(kě)以看α&♠€(kàn)看(kàn)其優點和(hé)缺點。先說(shuō)¶≠←"優點：

從(cóng)其定義和(hé)技(jì)術(shù)特征中可₹≠(kě)以看(kàn)出，LoRaWAN協議(yì♠☆​​)的(de)最大(dà)優勢之一(yī)是(shì)其低(dī)γ☆σ£功耗要(yào)求和(hé)增加的(de)電(diàn)池容量，以及"±π→遠(yuǎn)距離(lí)能(néng)力。這(zhè)使其成為(wèi©φ$α)物(wù)聯網技(jì)術(shù)和(hé)智能(néng)£ε♠σ解決方案部署的(de)完美(měi)解決方案。該協σ©議(yì)通(tōng)過專用(yòng)網₽ε絡在室內(nèi)運行(xíng)良好(h'® ǎo)，并允許在某些(xiē)情況下(xià)使用(yò$×∏≥ng)傳感器(qì)從(cóng)地(dì)下(xià)設備收集✘₹₹₹數(shù)據。

實際上(shàng)，該協議(yì)同時(shí)支持公共網‌₹絡和(hé)專用(yòng)網絡。該協議(yì)還(hái)支持實時(shí♣☆↑π)跟蹤服務和(hé)地(dì)理(lǐ)定位，無需GPS芯片δ&<組。

但(dàn)是(shì)，其也(yě)有(yǒu)一(yī)些☆♥(xiē)缺點：

由于數(shù)據速率有(yǒu)限，其不(bù)适合大(dà)負載。其也($±yě)不(bù)能(néng)支持多(duō)媒體(tǐ)文(wén)$★件(jiàn)，如(rú)音(yīn)頻(pín)或視±αβ(shì)頻(pín)。另一(yī)個(gè)需要(yào)≠↕考慮的(de)因素是(shì)，根據安裝的(de)傳感器(qì)¶‍，有(yǒu)時(shí)可(kě)能(néng)會(huì)有(yǒεσσ≥u)輕微(wēi)的(de)延遲。事(shì)實上(shàng)¥®×₽，對(duì)于C類傳感器(qì)，指令（下(xià)行(xíng)鏈 ♦♣路(lù)）在編程後立即發送，并且沒有(yǒ↓< u)延遲。對(duì)于A類傳感器(qì)，指☆>令在傳感器(qì)向服務器(qì)發送消息後執行(xíng∞✔↓γ)。

以下(xià)是(shì)A&C類設備的(de§≥)一(yī)些(xiē)用(yòng)例：

-使用(yòng)恒溫閥創建簡單的(de)加熱(rè)調節。

-使用(yòng)幹接觸傳感器(qì)監控開(kāi)/關繼電(di♦>≤♦àn)器(qì)。在這(zhè)些(xiē)示例中✔♥≈β，對(duì)于響應式調節或快(kuài)速開(kāi)/關≈​≥，建議(yì)使用(yòng)C類設備。

最後，根據用(yòng)例和(hé)使用(yòng)的(de)頻(λ>ε£pín)率類型，可(kě)能(néng)需要(yào)進行α←±(xíng)額外(wài)設置以避免潛在幹擾。

總結

LoRaWAN通(tōng)信協議(yì)是(shì)一•♠♠(yī)種遠(yuǎn)程、低(dī)功↔™耗無線協議(yì)，旨在将物(wù)體(tǐ)連接到(dào)互→Ω聯網，例如(rú)傳統蜂窩連接無法選擇或成§ 本高(gāo)昂的(de)環境中的(de)物(wù)←÷聯網傳感器(qì)。由于其使用(yòng)壽命和(hé)成本，其是(shì¶↔☆↑)智能(néng)建築的(de)有(yǒu)效且可(kě)持續‍↕的(de)解決方案，可(kě)以改善建築物(wù)的(de)★>£能(néng)源性能(néng)、舒适性、空(kōn∞ €g)氣質量、安全性或設備管理(lǐ)。