洛拉 (長距離) 感測器無線技術正在物聯網領域掀起波瀾 (物聯網) 行業. 這種無線技術可以提供長距離可靠的連接 – 伸展至 10 鄉村地區 公里，城市地區 2 公里. 具有穿透室內空間和地下結構的可靠資料傳輸, 電池壽命長達數年 – 營運成本低 – LoRa 承諾消除阻礙創新物聯網用例的許多連接和電源挑戰.
鑑於其優勢, 業界預測 LoRa 將連接下一個十億個物聯網設備，這並不奇怪. 分析公司 ABI Research 預測 LoRa 將佔所有非蜂窩 LPWA 連接的一半以上, 總計可能接近 1.3 億 2026.
什麼是 LoRa 感測器
LoRa 感測器是無線感測器，使用 LoRa通訊技術 將感測器數據傳輸到網關和應用程式. 這些感測器消耗的電量非常少，並且在需要更換之前可以運行多年. 常見的測量包括溫度, 濕度, 空氣質量, 水流, 土壤濕度, 振動, 和更多.
感測器包含一個微控制器來讀取感測器讀數, 用於無線通訊的 LoRa 無線電, 和電池電源. 來自感測器的數據透過 LoRa 網路定期傳輸到中央應用程式和分析平台. LoRa 感測器中整合的一些常見感測器包括:
- DHT11 – 溫濕度傳感器
- 超聲波 – 物體偵測感測器
- 感光 – 環境光感測器
- 火焰感應器 – 偵測是否存在火災
- 繼電器 – 用於控制設備電源
- 蜂鳴器 – 聲音警報或警告
- LED – 視覺指標
- GPS模組 – 位置定位
這些感測器可以連接到支援 LoRa 的微控制器板（例如 Arduino 或 Raspberry Pi），以收集和傳輸感測器數據.
LoRa 感測器如何透過 LoRaWAN 傳輸和接收數據
LoRa 感測器在 LoRa 網路中運行, 利用LoRaWAN協定進行高效率的資料傳輸與接收. LoRaWAN 是一種基於雲端的媒體存取控制 (蘋果電腦) 主要充當網路層協定的層協定. 我們使用 LoRaWAN 管理 LoRa 網關和 LoRa 感測器之間的通信 (節點). 它充當路由協議，LoRa 聯盟維護它. 當年發布LoRaWAN第一個版本 2015.
在LoRaWAN架構中, LoRa節點, 哪些是配備LoRa協定的感測器, 當有資料要傳輸時啟動非同步通信. 這使 LoRa 網絡能夠在固定信道帶寬的情況下權衡數據速率的敏感性. 它主要涉及選擇使用的點差量, 之間的可選參數 7 和 12. 此擴頻因子決定了 LoRa 節點的靈敏度和資料速率.
一個LoRa節點傳輸的數據被多個LoRa網關接收, 將接收到的數據包轉發到中央網絡服務器 (物聯網服務器). 它過濾掉重複的資料包, 管理網路, 並進行安全檢查. 隨後, 伺服器將處理後的資料傳送給應用模組, 控制面板, 或連接的智能設備. 這種方式 LoRaWAN 協議顯示出中等負載的高可靠性和準確性.
此外, LoRaWAN 協定採用前向糾錯編碼，以增強網路的抗干擾能力. 無線鏈路預算較高 155 分貝至 170 D b, LoRa 網路表現出更廣泛的範圍, 使它們適合不同的應用.
如何建立 LoRa 感測器網絡
LoRa網路中的設備由LoRa節點組成 (感測器設備), 中繼訊息的 LoRa 網關, 和集中式 LoRa 網路伺服器. 使用 LoRa 感測器, 全面的 LoRa 網路設定至關重要. 讓我們詳細探討一下關鍵組件:
LoRa節點: 嵌入無線連接和 LoRa 協議的傳感器. 它收集感測器數據並將其傳輸到 LoRa 網關.
LoRa網關: 作為形成 LoRa 網路的中心點. 它透過 LoRa 無線接收來自 LoRa 節點的數據，並透過 Wi-Fi 等基於 IP 的連接將其轉發到雲端伺服器, 以太網, 或蜂窩網絡. 網關還接收來自雲端的命令並將其發送到 LoRa 終端節點. 通常多個網關會收到相同的節點傳輸 – 提供冗餘.
雲端伺服器: 接收並儲存來自 LoRa 網關的資料的雲端伺服器. 它提供對來自多個平台的數據的訪問, 允許擴展並控制 LoRa 感測器的性能和範圍.
它提供跨各種平台的數據訪問, 提供擴展和管理 LoRa 感測器性能和範圍的靈活性.
雲端伺服器還充當從控制面板發送命令的管道 (智能設備) 到 LoRa 節點. 在這種情況下, 您可以對效能進行調整, 範圍, 或 LoRa 網路中 LoRa 感測器的其他參數.
所以, 這就是我們在 LoRa 網絡中設置 LoRa 傳感器的方式. LoRa 網絡可以根據需要容納任意數量的 LoRa 傳感器.
使用 LoRa 感測器的好處
LoRa技術, 在顛覆性技術中脫穎而出, 不是未來的願景，而是影響全球的現實. 數十億個 LoRa 和 LoRaWAN 感測器已在全球各種物聯網實施中部署, 而且這個數字還在穩定上升. 利用 LoRaWAN 協議, LoRa 感測器為智慧世界的發展做出了重大貢獻. 以下是 LoRa 感測器的一些主要優勢:
遠距離連接
LoRa技術以其低功耗和遠距離數據通訊能力而著稱. 它提供可靠的無線連接，最多可達 10 農村地區公里數 2 地下和室內感測器在城市地點的公里數. 這對於農業或水計量用途至關重要.
低功耗運行
LoRa 感測器節點的運作時間可達 10 透過優化感測器測量頻率，單一電池可使用多年, 睡眠週期, 和 LoRa 鏈路數據速率. 低功耗對於遠程農業至關重要, 公用事業基礎設施, 或追蹤用例. 這也減少了維修開銷.
抗干擾能力
LoRa 使用線性調頻擴頻調製，可抵抗無線電雜訊和乾擾. 前向糾錯方案提供訊號穩健性.
全球生態系統
LoRaWAN 規範和相關聯盟提供了一個可供不同公用和私人 LoRa 網路供應商使用的互通框架. 隨著結束 500 成員, 包括 100 公共網路營運商超過 58 國家, LoRa聯盟的生態系統確保全球可訪問性. 與網路 100+ 國家, 它可以在全球範圍內快速部署 LoRa 解決方案.
多功能應用
LoRa 補充了蜂窩技術等技術, 無線上網, Sigfox 適用於成本和功耗敏感的應用. 這推動了智慧城市的採用, 建築物, 農業, 物流及工業場景.
LoRa感測器的未來應用
LoRa 傳感器提供了廣泛的可能性，我們可以將其用於多個領域的應用. LoRa 傳感器的一些潛在應用是:
智慧農業
LoRa土壤濕度感測器, 光傳感器, 濕度監測器有助於優化用水和生長條件，以提高作物產量. 啟用牲畜健康的位置跟踪.
智慧城市
LoRa 感知器中繼有關停車位可用性的數據, 環境監測參數, 甚至垃圾桶狀態. 圍繞照明的城市服務, 交通監控利用技術. LoRa 也用於洩漏和結構健康監測應用.
智慧醫療
LoRa 網路實現低成本, 用於醫療資產追蹤的可靠連接, 藥物/血液樣本的溫度監測, 老年患者健康監測. 基於 LoRa 感測器和網關的物聯網解決方案可以幫助全天候監控高風險患者.
智慧工業監控
行業運營可以從 LoRa 傳感器中受益, 具有持續監控功能. LoRa 無線溫度感測器, 振動, 壓力, 功耗有助於分析工廠設備的運作狀況，無需昂貴的佈線. 無需 GPS 的定位服務可利用擴展範圍來追蹤整個工業園區的高價值資產和貨櫃.
智能公用事業
由於儀表通常位於室內, 地下, 或在密集的城市環境中. 這使得大多數無線技術難以到達它們. 城市正在推出智慧瓦斯表, 電, 基於 LoRa 無線電連接的供水系統可遠端轉發消耗數據，而不是人工親自檢查.
智能供應鏈 & 後勤
LoRa 感測器使物流和供應鏈能夠更經濟、更輕鬆地追蹤運輸中的高價值資產. LoRa感測器的長距離和低功耗使車輛和貨物的地理定位變得更加容易. 裝有衝擊或溫度感測器的托盤有助於確定處理不當和保險索賠的有效性.
阿爾茨海默病患者追踪
LoRa 技術可穿戴跟踪設備可以在阿爾茨海默病患者離開指定的安全區時提醒護理人員. 這將有助於在無人監管的情況下確保全天候安全. 與 BLE 標籤相比，電池壽命更長，可降低維護工作量.
智能家居 & 建築物
LoRa 感測器無縫傳輸有關家庭和建築動態的信息. 他們密切關注能源使用情況, 暖通空調功能, 以及智慧門窗感應器等安全措施. 除此之外, LoRa 延伸至創造智慧互聯的生活和工作空間.
結論
如果您正在開發基於物聯網的解決方案並希望使用 LoRa 技術但擔心流程的複雜性, 那麼你可以依靠 摩科智能. 我們提供各種強大的 LoRaWAN 感測器, 您可以根據需要使用. 此外, 我們提供硬體設計, 原型製作, 產品組裝, 射頻調試, 和 LoRaWAN 嵌入服務. 所以, 您將為基於物聯網的解決方案獲得專業級 LoRa 模組. 如果您想諮詢報價或提出任何問題，請隨時聯絡我們.
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