LoRa的技術(shù)發(fā)展趨勢

　　LoRa是近幾年來一種被廣泛應(yīng)用到低功耗、遠(yuǎn)距離物聯(lián)網(wǎng)傳輸解決方案，這篇文章著重從lora的技術(shù)原理開始講解，講述了技術(shù)概念和其特點(diǎn)，并簡單介紹現(xiàn)極端lora技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用方式，以及這項(xiàng)技術(shù)最近幾年來在國內(nèi)外的發(fā)展歷程。

　　1、LoRa技術(shù)原理

　　物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的無線技術(shù)有很多種類，從傳輸距離上來進(jìn)行分類的話可以分為兩類，一類是短距離通信技術(shù)，比如我們生活中常見的wifi、藍(lán)牙，ZigBee；另外一種則是長距離無線通信技術(shù)，其中包括廣域網(wǎng)和低功耗廣域網(wǎng)，而lora就屬于低功耗廣域網(wǎng)中的一種。

　　LoRa基于線性調(diào)頻擴(kuò)頻調(diào)制，線性擴(kuò)頻因?yàn)槠淇梢詫?shí)現(xiàn)長距離通信和高強(qiáng)度抗干擾性，已經(jīng)在軍事還有空間通信等領(lǐng)域使用了數(shù)十年之久，而 LoRa是第一個(gè)用于商業(yè)用途的線性擴(kuò)頻調(diào)制網(wǎng)絡(luò)。

保持與FSK調(diào)制相同的低功率特性并顯著增加了通信距離,改變了之前關(guān)于功耗和傳輸距離折中的考慮方式，為使用者提供了一種簡單的能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、低功耗、大容量的系統(tǒng)，從而擴(kuò)展傳感網(wǎng)絡(luò)。LoRa主要由終端傳感器(內(nèi)置lora模塊)、網(wǎng)關(guān)DTU(基站)、云端存儲(chǔ)服務(wù)器和客戶端組成，應(yīng)用數(shù)據(jù)可以在433、868、915MHz頻段當(dāng)中進(jìn)行雙向傳輸。

　　2、LoRa的技術(shù)特點(diǎn)

　　LoRa的優(yōu)點(diǎn)在于擁有較長距離的通信能力，其基于線性調(diào)頻擴(kuò)頻調(diào)制，即明顯的增加了通信距離，也保持了像FSK調(diào)制相同的低功耗性，在157db的鏈路預(yù)算下lora的通信距離最長可以達(dá)到驚人的15KM，一個(gè)網(wǎng)關(guān)或者基站可以覆蓋數(shù)百平方公里(覆蓋的范圍取決于周圍障礙物以及周邊的環(huán)境)。

　　除了長距離之外，lora還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)便是低功耗，lora的接收電流僅為10mA，睡眠電流200nA，這非常大程度上延長了電池的壽命，很多傳統(tǒng)無線系統(tǒng)使用頻移鍵控(FSK)調(diào)制方式來作為物理層，但是LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)是異步的，并且無論是事件驅(qū)動(dòng)還是調(diào)度，都是在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好發(fā)送時(shí)才進(jìn)行通信，相比其他的技術(shù)，LoRa網(wǎng)絡(luò)的功耗擁有其他技術(shù)的3~5倍優(yōu)勢。

　　抗干擾性強(qiáng)，LoRa技術(shù)自身就擁有超高的接收靈敏(RSSI)和非常強(qiáng)的噪比(SNR)，使用跳頻技術(shù)，通過偽隨機(jī)碼序列進(jìn)行鍵控頻移，從而防止定頻干擾。不同擴(kuò)頻序列的終端使用相同的頻率也不會(huì)相互干擾，使得集中器/網(wǎng)關(guān)可以并行接收多個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的接收容量

　　網(wǎng)絡(luò)帶寬容量大，基于LoRa的大容量基站每天可以支持?jǐn)?shù)百萬條的消息，而一個(gè)大容量基站就可以支持?jǐn)?shù)千臺(tái)設(shè)備，為了讓遠(yuǎn)程星形組網(wǎng)可用，網(wǎng)關(guān)都必須要有非常大的帶寬容量來接收來自大量節(jié)點(diǎn)的消息。而lora網(wǎng)絡(luò)就滿足這一點(diǎn)。

　　使用成本低：大家都知道，在國內(nèi)使用大部分頻段都是需要申請頻段頻率使用許可證的，但是lora在使用國內(nèi)的433、868HMz頻段的時(shí)候則免拍照即可使用，除此之外，由于lora基礎(chǔ)設(shè)施成本，節(jié)點(diǎn)和終端成本低，使得LoRa和其網(wǎng)絡(luò)在鏈路上硬件花費(fèi)相對于其他的標(biāo)準(zhǔn)化通信技術(shù)要低很多。

　　網(wǎng)絡(luò)安全性高，對于任何低功率廣域網(wǎng)絡(luò)(LPWAN)來說，安全性能都是非常重要的，LoRaWAN則可以很好的保護(hù)數(shù)據(jù)和隱私，128AES加密從使傳輸從傳感器到應(yīng)用服務(wù)器再到后臺(tái)的所有數(shù)據(jù)都在多個(gè)級(jí)別上進(jìn)行加密，使其成為了當(dāng)前市場上最安全的LPWAN之一。LoRa的網(wǎng)絡(luò)使用了兩層安全性：一層用于應(yīng)用程序，一層用于網(wǎng)絡(luò)，相當(dāng)于有兩把鎖，使得網(wǎng)絡(luò)操作人員無法訪問終端用戶的應(yīng)用數(shù)據(jù)

　　生態(tài)體系成熟：LoRa采用開放的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，使得從網(wǎng)關(guān)，終端，服務(wù)器、芯片、開發(fā)工具和終端產(chǎn)品都可以有許多不同的供應(yīng)商，可為運(yùn)營商或者用戶提供多樣化的解決方案。