物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代飛速發(fā)展下的需求,，除了不斷升級(jí)的4G/5G寬帶網(wǎng)絡(luò),，低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)（LPWAN）無疑也是大家研究的重要方向。當(dāng)前,，LoRa技術(shù)與NB-IoT的發(fā)展前景也成為大家爭論不休的焦點(diǎn),。
物聯(lián)網(wǎng)是通過無線通信技術(shù)將人與物，物與物進(jìn)行連接,。在智能家居,、工業(yè)數(shù)據(jù)采集等局域網(wǎng)通信，一般采用短距離通信技術(shù),，但對(duì)于廣范圍,、復(fù)雜環(huán)境、遠(yuǎn)距離的連接則需要遠(yuǎn)距離通信技術(shù),。
因此,，為滿足物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的連接需求，LPWAN（Low Power Wide Area Network,，低功耗廣域網(wǎng)）應(yīng)運(yùn)而生,。 LPWAN 專為低帶寬、低功耗,、遠(yuǎn)距離,、大量連接的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)。主要分為兩類：一類是工作于未授權(quán)頻譜的LoRa技術(shù),；另一類是工作于授權(quán)頻譜下的NB-IoT,。
圖1 授權(quán)頻段與非授權(quán)頻段
（1）相比于NB-IoT ,，LoRa基于Sub-GHz的頻段使其更易以較低功耗遠(yuǎn)距離通信,，可以使用電池供電或者其他能量收集的方式供電；
?。?）較低的數(shù)據(jù)速率也延長了電池壽命和增加了網(wǎng)絡(luò)的容量,；
?。?）LoRa信號(hào)的波長較長決定了它的穿透力與避障能力；
?。?）LoRa專用網(wǎng)關(guān)可以根據(jù)現(xiàn)場和客戶需求擴(kuò)展出更多自定義功能,，如廣告推送，多種網(wǎng)絡(luò)接入等,。
這些技術(shù)特點(diǎn)更適合低成本大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)部署和企業(yè)特定專網(wǎng)里工作,。LoRa的易于建設(shè)和部署，得到越來越多國內(nèi)公司的關(guān)注和跟進(jìn),。如ZLG致遠(yuǎn)電子成立了專門的項(xiàng)目組從事LoRa模塊,、網(wǎng)關(guān)和整體方案的開發(fā)。廣泛應(yīng)用在LoRa地磁,，用于車位管理,，車流量檢測(cè)；LoRa局域?qū)＞W(wǎng),，用于中小范圍內(nèi)的采集,、監(jiān)測(cè)、通信,；點(diǎn)對(duì)點(diǎn)遙控等各類方案,。下圖為LoRa模塊及網(wǎng)關(guān)在路邊停車上的應(yīng)用。
圖2 LoRa在路邊停車的應(yīng)用
1.LoRa模塊（ZM470SX-M）,，是基于Semtech公司 SX1278 自主研發(fā)的一款工業(yè)級(jí)射頻無線產(chǎn)品,。相比傳統(tǒng)的窄帶調(diào)制技術(shù)，ZM433/470SX-M 模塊采用了擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)在抑制同頻干擾的性能方面也具有明顯優(yōu)勢(shì),，解決了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案無法同時(shí)兼顧距離,、抗擾和功耗的弊端。另外,，芯片集成了+20dBm 的可調(diào)功率放大器,，并可獲得超過-148dBm 的接收靈敏度，鏈路預(yù)算達(dá)到了行業(yè)領(lǐng)先水平,，針對(duì)應(yīng)用于遠(yuǎn)距離傳輸且對(duì)可靠性要求極高的場合,。
圖3 ZM470SX-M LoRa模塊
2. 網(wǎng)絡(luò)控制器（IoT-3968L），以 Freescale i.MX287處理器為核心,，ARM9內(nèi)核,。采用雙MiniPCIE接口設(shè)計(jì)，滿足各種條件苛刻的工業(yè)應(yīng)用,，特別是在對(duì)通信有很高要求的領(lǐng)域,，完成LoRa，2G/3G/4G,，WiFi,Zigbee 搭配接入通訊,，可自定義適應(yīng)各類網(wǎng)關(guān)方案,。
圖4 IoT-3968L網(wǎng)關(guān)控制器
3.整體解決方案，傳輸速率,、工作頻段和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是影響傳感網(wǎng)絡(luò)特性的三個(gè)主要參數(shù),。通過調(diào)整擴(kuò)頻因子（數(shù)值為6~12）、調(diào)制帶寬及糾錯(cuò)率等變量,，在通信速率及傳輸距離和抗干擾特性之間取得更好的平衡,。在發(fā)射功率一定時(shí),，通常擴(kuò)頻因子被設(shè)置得越大,，模塊可獲得的接收靈敏度就越高，通信距離將越遠(yuǎn),，但會(huì)同時(shí)導(dǎo)致通信速率降低,。
LoRaWAN是由LoRa聯(lián)盟推出的一個(gè)低功耗廣域網(wǎng)規(guī)范。LoRaWAN瞄準(zhǔn)了物聯(lián)網(wǎng)中的一些核心需求--雙向通訊,。LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是一個(gè)典型的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，LoRa網(wǎng)關(guān)是一個(gè)透明的中繼,，連接前端終端設(shè)備和后端服務(wù)器,。然而眾多實(shí)際應(yīng)用場景，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或多級(jí)中繼組網(wǎng)結(jié)構(gòu),。該規(guī)范協(xié)議往往無法很好的同時(shí)解決通信速率,，傳輸距離，實(shí)時(shí)性,，低功耗,，多級(jí)組網(wǎng)之間的沖突。
未來,，ZLG致遠(yuǎn)電子將推出網(wǎng)狀-星型結(jié)構(gòu)LoRaNet協(xié)議,，網(wǎng)絡(luò)由集中器，路由,，終端組成,。適用于數(shù)量眾多的終端通訊，而又對(duì)功耗敏感且傳輸數(shù)據(jù)量小的應(yīng)用場合,，為用戶提供更加完整可靠的鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層支持,。屆時(shí)LoRa可廣泛應(yīng)用于管道、地下井監(jiān)測(cè),；電力計(jì)量,、故障報(bào)警監(jiān)測(cè)；畜牧養(yǎng)殖智能跟蹤,、喂養(yǎng)控制,；智能路燈的控制等行業(yè),。
當(dāng)然，LoRa技術(shù)不止可組建物聯(lián)網(wǎng)IoT感測(cè)網(wǎng)絡(luò),，還能通利用LoRa無線網(wǎng)絡(luò)來提供IoT設(shè)備的定位追蹤服務(wù),，如協(xié)助追蹤車輛、物品,、寵物位置等等應(yīng)用,。在這眾多的碎片式物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，還存在大量未涉及領(lǐng)域,，期待大家去發(fā)現(xiàn)和挖掘,。