隨著我們的世界被互聯設備和感測器所覆蓋, 一項持續存在的挑戰阻礙了實施 – 大面積可靠的無線連接. WiFi 和藍牙等科技培育了智慧家居, 它們的範圍限制了在龐大的基礎設施中的部署, 農場或分散式物流. 進入遠端 (洛拉) 無線的 – 一項創新技術，允許微型電池供電設備將數據發送到數英里之外的無處不在的連接到雲端的網關. 這是由 LoRa 模組啟用的, 包含收發器的郵票大小的硬體組件, LoRa 通訊所需的天線和微控制器. 讓我們開始揭開 LoRa 模組技術這一無線奇蹟的面紗!
什麼是 洛拉 米國家
LoRa模組包含LoRa收發器晶片和微控制器, 為其提供遠端通訊所需的所有元素. 它充當連接感測器的構建塊, 透過基於 LoRa 的網路執行器和各種物聯網邊緣設備. LoRa 模組允許設備連接到 LoRaWAN 網路以遠距離發送和接收數據.
LoRa 模組可作為現成的獨立組件使用，也可整合到開發板和感測器中. 常見介麵包括UART, 用於與外部微控制器連接的 SPI 和 I2C. 或板載感測器. 隨著 LoRaWAN 在 LPWAN 應用中越來越受歡迎, 經濟實惠的 LoRa 模組生態系統呈指數級增長.
LoRa模組如何運作
LoRa 模組透過使用 Semtech 開發的名為 LoRa 的專利擴頻調製方法來實現多英里無線通信. 它使用一種稱為線性調頻擴頻的擴頻調製形式 (CSS) 其頻率在整個頻道頻寬上隨時間增加或減少. 這使得訊號能夠恢復到本底雜訊以下，從而提供具有彈性的長通訊範圍. LoRa 調變以原始資料速率換取靈敏度, 抗干擾性和範圍.
簡單來說, LoRa 模組獲取輸入數據, 透過複雜的調製對其進行編碼, 並發射可在低功率水平下傳播數英里的無線電訊號. 此訊號由透過蜂巢連接到網際網路的 LoRa 閘道設備解調, 衛星, WiFi 或以太網. 然後網關將資料轉送到集中式網路伺服器進行處理和分析. 溝通以雙向方式進行 – 終端設備在需要時向伺服器發送上行數據. 伺服器也可以透過網關將下行訊息推送到終端節點.
熱門一LoRa的應用 米模塊
電池壽命長, LoRa 網路的範圍和穩健性非常適合連接低頻寬感測器，並允許它們在無需充電的情況下上行數年定期測量. 因此, LoRa 模組在許多工業物聯網應用中已被廣泛採用，包括:
智慧農業
LoRa 模組可透過土壤感測器追蹤農作物的微氣候, 允許根據農場每個區域的條件進行精確澆水和化學處理. 位置追蹤器還可以追蹤資產使用情況，而灌溉設備感測器則可以監視洩漏或故障.
智慧城市
LoRa 模組連接城市基礎設施以進行遠端監控. 應用包括閱讀水, 瓦斯表和電錶, 監控路燈和交通流量, 追蹤大眾運輸車輛, 即時垃圾桶狀態, 供水系統等的檢漏儀.
工業監控
工廠受益於 LoRa 的資產監控，例如追蹤托盤或貨櫃的狀態和位置, 易腐爛物品的溫度監測, 洩漏檢測, 等等. 礦場也使用 LoRa 網路進行通風監控, 車輛追蹤等.
環境監測
政府在森林中部署帶有環境感測器的 LoRa 網絡, 河流和瀕危棲息地檢測非法活動並反饋恢復項目的數據. 這些長壽命感測器形成物聯網資料收集網絡，收集土壤濕度等關鍵指標, 濕度, 水質等.
供應鏈 / 後勤
LoRa 資產追蹤器和狀態監視器可實現整個供應鏈的可見性並防止損失. 公司追蹤托盤從倉庫到客戶的整個過程, 監控藥品和食品是否偏離安全溫度/濕度水平, 確保高價值製成品在運送過程中的完整性等.
優點 和缺點 洛拉的 米國家
LoRa 模組在長距離連接和低功耗運行方面具有顯著優勢，這使得它們對於許多物聯網應用非常有用. 然而, 與任何技術一樣, 根據不同的用例，也應該考慮一些缺點.
LoRa模組的優點
讓我們探討推動這種遠端無線標準採用的主要優勢:
- 遠距離通訊: 取決於 5 市區範圍內可達 公里 15 鄉村地區的公里數或在理想的視線位置下可能更長. 少量LoRa網關提供廣泛覆蓋.
- 優秀的網路能力, 每個網關有數千個節點: 使用不同的通道和擴頻因子可以最大限度地減少衝突. 單一 LoRa 閘道可以同時處理數千個終端節點設備 – 確保大規模設備部署的能力.
- 低功耗: 由於睡眠模式的功耗極小，因此在發送小型常規資料包時，電池壽命可長達數年.
- 抗干擾性: 線性調頻擴頻調變具有出色的抗通道雜訊和乾擾能力.
- 安全資料傳輸: LoRaWAN 定義端對端 AES-128 位元加密以確保資料機密性.
- 模組成本低: 作為批量生產的硬體標準, LoRa模組和開發板價格相當實惠, 促進大規模採用.
- 全球網路互通性: LoRaWAN 協定確保全球部署中不同製造商的基礎設施和模組之間的互通性
LoRa模組的缺點
LoRa 模組提供出色的無線範圍和電池壽命, 他們有一些限制，包括:
- 較低的數據頻寬: LoRa 的峰值數據速率遠低於 WiFi, 4Mbps 或 Gbps 範圍內的 G/5G 頻寬.
- 容量受網關限制: 終端節點的數量受到 LoRa 閘道密度和覆蓋範圍的限制.
- 對未授權頻段的干擾: 儘管 LoRa 調製具有出色的穩健性, 外部幹擾會限制效能.
- 限制性工作週期: 與未經許可頻段上的操作相關的法規限制了始終在線連接的能力.
差異 乙LoRa 和 LoRaWAN 之間
到那個時刻 LoRa 和 LoRaWAN, LoRa 指的是底層遠端調變協議，而 LoRaWAN 定義了更高層級的網路通訊層和系統架構:
LoRa物理層 – Semtech開發的LoRa物理調變層可實現遠距離, 透過將資料編碼到線性調頻擴頻資料包中實現低功耗無線射頻連接. 發射功率等參數, 位元率, 頻道號碼, 載波頻率等在這裡設定.
LoRaWAN 媒體存取控制層 – LoRaWAN 是一個開放標準，定義了更高層級的通訊層，例如設備和網關之間的身份驗證, 雲端整合, 雙向通訊方法, 接收時隙的調度等等. 透過支援端對端 AES-128 加密來保護空中數據和回程鏈路的數據，也保證了安全性.
透過正確實施 LoRaWAN, 模組和網關可以在不同的網路服務供應商之間互通. 目前大多數模組都整合了 LoRaWAN 協議，支援雲端連接.
選擇合適 LoRa 模組的因素
透過 LoRaWAN 實現協議標準化, 來自不同製造商的模組廣泛相容. 然而, 了解以下因素有助於為您的應用選擇正確的組件:
- 頻段支援噸: 根據地理區域匹配適當的 ISM 頻段可確保合規性. 要考慮的常見頻段是 433Mhz(亞洲), 868兆赫 (歐洲) 和915MHz (北美).
- 發射功率和接收靈敏度: 高功率模組擴大範圍但消耗更多能量.
- 溫度範圍: 工業模組支援極端溫度 -40 和 +85 ℃.
- 構成因素: 微型 SMD 模組允許嵌入，而整合 PCB 選項適合原型設計. 檢查尺寸, 天線選項, 安裝孔.
- LoRaWAN 類別支持 (一種, 乙或丙):LoRaWAN 規範定義了平衡雙向性的終端設備類別, 延遲和電池壽命. 例如, A 類可達到最大能源效率，而 C 類則以電池壽命換取即時回應能力.
- CE等認證, 聯邦通信委員會: 認證表明模組符合商業部署所需的發射和抗擾度標準.
選擇MOKOSmart LoRa 米模塊
MOKOSmart 是功能強大且經濟高效的 LoRa 模組的絕佳來源. 我們專注於無線物聯網設備，包括蜂窩, 藍牙和 LoRa 選項. 我們的 MKL62 配備 Semtech 的 SX1262 LoRa 晶片組，提供可靠的射頻性能，同時支援 LoRaWAN 協議. 它提供擴展的溫度範圍和定位服務，為智慧農業提供解決方案, 位置追踪, 智能電錶, 等等. 具備客製化物聯網設備的能力，結合完整的物聯網硬體生態系統, MOKOSmart 已被證明是任何行業的理想供應商 基於LoRaWAN的解決方案.
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