開放性促進LoRa組網技術多樣化,目前水表、氣表、熱表,電測儀表與控制行業,包含智能傳感器網絡均有相對成熟的RF組網方案,而且運行數年已形成了一套行之有效的私有RF組網協議,比如1:N點對多點,Mesh技術。實際工況中,當前RF技術仍然存在部分盲點區域,現場用戶對提高穿透能力一直有所期待。
源于軍事和空間通信領域的LoRa技術基于線性調頻擴頻調制,它保持了像FSK調制相同的低功耗特性,但明顯地增加了通信距離。得益于LoRa技術優勢,用戶只需將LoRa的長距離、遠程喚醒,硬件跳頻技術與私有RF組網協議整合,即可完成通信方案的創新,并迅速投入市場。
LoRa私有組網協議就是在這個背景下誕生的,只需要解決用戶現場設備之間的串口通信互聯,并發揮出LoRa長距離的通信特性即可。因此從單位終端節點收益率的角度判斷,節點數量比較有限的用戶會選擇LoRaPMAC™私有通信協議(P=Private),從組網方式可以分為:P2P點對點直連,Star點對多點星型網,從數據分發的方式可以分為:單播、組播、廣播。
LORA的組網方式:
一. 點對點
LoRa點對點系統在現實中有少量的應用場景,如:使用手持機“點名”抄能源表計(電/水/氣/熱表計),遠程控制閥門等。當然,它的局限性是很明顯的:
1. 沒有避免沖突機制:沒有LBT(ListenBefore Talk)機制,如果2個或多個節點同時發送,無線電信號將受損,導致通信失敗;
2. 接收節點無法低功耗:接收節點必須隨時等待發送節點的信號,無法休眠;
3. 無法自動組網:解決不了避免沖突和低功耗偵聽,組網也就成了空中樓閣。
二、 小型LoRaWAN
如果節點數目較少,但是對實時性和吞吐量有要求,那么選擇小型LoRaWAN是一個合適的方案。
它的優點是:8通道,允許同時 8個節點上報;標準統一,各廠商的設備可以互連互通。
仔細觀察下圖,會發現:LoRaWAN架構中,總是有LoRaWAN Server的存在。它帶來了復雜性,盡管使用云服務器,也只能有限地降低復雜性。
三、中型LoRaWAN
當需要提高“實時性”或“網絡容量”時,增加LoRaWAN網關,是一個不錯的選擇。
如下圖所示,在一個LoRaWAN網絡中,增加一個或多個網關,這不會帶來任何沖突。因為,它只有一個“大腦”—LoRaWAN Server,它會執行如下“聰明”的邏輯:
上報去冗余:如果一個數據包,被多個網關接收,Server會根據ID和FCnt識別這個“重復”數據包,只接收其中一個副本。
下發選網關:Server總是挑選合適的網關(往往是“信號強度最佳“),讓它發射下行數據幀。
四、大型LoRaWAN
LoRaWAN的初衷--為地區和國家乃至全球提供“電信級”的物聯網,這是一個雄心勃勃的計劃。
如下圖所示,借助3G/4G技術,將眾多的LoRaWAN網關接入Server;Customer Server提供海量存儲和智能計算;為授權終端(PC,智能手機,平板等)提供便捷的數據訪問和交互。
目前,LoRa與NB-IoT(中國)、eMTC(美國)、SigFox(法國)等電信級方案存在強烈競爭;同時,它為“大規模物聯網”建設提供了有價值的方案。
S-LRT100 LoRa終端是廈門欣仰邦自主研發的一款LPWAN(低功耗廣域網絡)的產品。是一種基于LoRa調制擴頻技術的無線數據傳輸終端,利用LoRa網絡為用戶提供無線數據傳輸功能。
S-NR200是廈門欣仰邦自主研發的一款利用LoRa無線傳輸技術進行遠距離數據傳輸的有線以太網LoRa網關。并可實現LoRa轉串口,LoRa轉網口,為各行業物聯網應用提供有力的無線通信組網保障。