LoRa Sensor如何发送和接收数据

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LoRa传感器如何发送和接收数据

劳拉 (长距离) 传感器无线技术正在物联网领域掀起波澜 (物联网) 行业. 这种无线技术可以提供长距离可靠的连接 – 伸展至 10 农村地区 公里,城市地区 2 公里. 具有穿透室内空间和地下结构的可靠数据传输, 电池寿命长达数年 – 运营成本低 – LoRa 承诺消除阻碍创新物联网用例的许多连接和电源挑战.

鉴于其优势, 业界预测 LoRa 将连接下一个十亿个物联网设备,这并不奇怪. 分析公司 ABI Research 预测 LoRa 将占所有非蜂窝 LPWA 连接的一半以上, 总计可能接近 1.3 十亿 2026.

什么是 LoRa 传感器

LoRa 传感器是无线传感器,使用 LoRa通讯技术 将传感器数据传输到网关和应用程序. 这些传感器消耗的电量非常少,并且在需要更换之前可以运行多年. 常见的测量包括温度, 湿度, 空气质量, 水流, 土壤湿度, 振动, 和更多.

传感器包含一个微控制器来读取传感器读数, 用于无线通信的 LoRa 无线电, 和电池电源. 来自传感器的数据通过 LoRa 网络定期传输到中央应用程序和分析平台. LoRa 传感器中集成的一些常见传感器包括:

  • DHT11 – 温湿度传感器
  • 超声波 – 物体检测传感器
  • 感光 – 环境光传感器
  • 火焰传感器 – 检测是否存在火灾
  • 继电器 – 用于控制设备电源
  • 蜂鸣器 – 声音警报或警告
  • LED – 视觉指标
  • GPS模块 – 位置定位

这些传感器可以连接到支持 LoRa 的微控制器板(例如 Arduino 或 Raspberry Pi),以收集和传输传感器数据.

LoRa 传感器如何通过 LoRaWAN 传输和接收数据

LoRa 传感器在 LoRa 网络中运行, 利用LoRaWAN协议进行高效的数据传输和接收. LoRaWAN 是一种基于云的媒体访问控制 (苹果电脑) 主要充当网络层协议的层协议. 我们使用 LoRaWAN 管理 LoRa 网关和 LoRa 传感器之间的通信 (节点). 它充当路由协议,LoRa联盟对其进行维护. LoRaWAN的第一版于当年发布 2015.

在LoRaWAN架构中, LoRa节点, 哪些是配备LoRa协议的传感器, 当有数据要传输时启动异步通信. 这使LoRa网络能够以固定的信道带宽权衡数据速率的敏感性. 它主要涉及选择已使用的点差量, 之间的可选参数 7 和 12. 该扩频因子决定了 LoRa 节点的灵敏度和数据速率.

LoRa节点传输的数据被多个LoRa网关接收, 它将接收到的数据包转发到集中式网络服务器 (物联网服务器). 它过滤掉重复的数据包, 管理网络, 并进行安全检查. 随后, 服务器将处理后的数据发送给应用模块, 控制面板, 或连接的智能设备. 这样,LoRaWAN协议在中等负载下显示出高可靠性和准确性.

另外, LoRaWAN 协议采用前向纠错编码,以增强网络的抗干扰能力. 无线链路预算较高 155 分贝到 170 D b, LoRa 网络表现出更广泛的范围, 使它们适合不同的应用.

如何建立 LoRa 传感器网络

LoRa网络中的设备由LoRa节点组成 (传感器设备), 中继消息的 LoRa 网关, 和集中式 LoRa 网络服务器. 使用 LoRa 传感器, 全面的 LoRa 网络设置至关重要. 让我们详细探讨一下关键组件:

LoRa 传感器的工作原理

LoRa节点: 嵌入无线连接和 LoRa 协议的传感器. 它收集传感器数据并将其传输到 LoRa 网关.

LoRa网关: 作为形成 LoRa 网络的中心点. 它通过 LoRa 无线接收来自 LoRa 节点的数据,并通过 Wi-Fi 等基于 IP 的连接将其转发到云服务器, 乙太网路, 或蜂窝网络. 网关还接收来自云端的命令并将其发送到 LoRa 终端节点. 通常多个网关会收到相同的节点传输 – 提供冗余.

云服务器: 接收并存储来自 LoRa 网关的数据的云服务器. 它提供对来自多个平台的数据的访问, 允许扩展并控制 LoRa 传感器的性能和范围.

它提供跨各种平台的数据访问, 提供扩展和管理 LoRa 传感器性能和范围的灵活性.

云服务器还充当从控制面板发送命令的管道 (智能设备) 到 LoRa 节点. 在这种情况下, 您可以对性能进行调整, 范围, 或 LoRa 网络中 LoRa 传感器的其他参数.

所以, 这就是我们在LoRa网络中设置LoRa传感器的方式. 一个LoRa网络可以容纳所需数量的LoRa传感器.

使用 LoRa 传感器的好处

LoRa技术, 在颠覆性技术中脱颖而出, 不是未来的愿景,而是影响全球的现实. 数十亿个 LoRa 和 LoRaWAN 传感器已在全球各种物联网实施中部署, 而且这个数字还在稳步上升. 利用 LoRaWAN 协议, LoRa 传感器为智能世界的发展做出了重大贡献. 以下是 LoRa 传感器的一些主要优势:

远距离连接

LoRa技术以其低功耗和远距离数据通信能力而著称. 它提供可靠的无线连接,最多可达 10 农村地区公里数 2 地下和室内传感器在城市地点的公里数. 这对于农业或水计量用途至关重要.

低功耗运行

LoRa 传感器节点的运行时间可达 10 通过优化传感器测量频率,单块电池可使用多年, 睡眠周期, 和 LoRa 链路数据速率. 低功耗对于远程农业至关重要, 公用事业基础设施, 或跟踪用例. 这也减少了维护开销.

抗干扰能力

LoRa 使用线性调频扩频调制,可抵抗无线电噪声和干扰. 前向纠错方案提供信号鲁棒性.

全球生态系统

LoRaWAN 规范和相关联盟提供了可供不同公共和私有 LoRa 网络提供商使用的互操作框架. 随着结束 500 成员, 包含 100 公共网络运营商超过 58 国家, LoRa联盟的生态系统确保全球可访问性. 与网络 100+ 国家, 它可以在全球范围内快速部署 LoRa 解决方案.

多功能应用

LoRa 补充了蜂窝技术等技术, 无线上网, Sigfox 适用于成本和功耗敏感的应用. 这推动了智慧城市的采用, 建筑物, 农业, 物流及工业场景.

LoRa传感器的未来应用

LoRa传感器提供了广泛的可能性,我们可以将其用于多个领域的应用. LoRa传感器的一些潜在应用是:

LoRa传感器的应用

智慧农业

LoRa土壤湿度传感器, 光传感器, 湿度监测器有助于优化用水和生长条件,以提高作物产量. 启用牲畜健康的位置跟踪.

智慧城市

LoRa 传感器中继有关停车位可用性的数据, 环境监测参数, 甚至垃圾桶状态. 围绕照明的城市服务, 交通监控利用技术. LoRa 还用于泄漏和结构健康监测应用.

智能医疗

LoRa 网络实现低成本, 用于医疗资产跟踪的可靠连接, 药物/血液样本的温度监测, 老年患者健康监测. 基于 LoRa 传感器和网关的物联网解决方案可以帮助全天候监控高风险患者.

智能工业监控

LoRa传感器可以使行业中的运营受益, 具有连续监控功能. LoRa 无线温度传感器, 振动, 压力, 功耗有助于分析工厂设备的运行状况,无需昂贵的布线. 无需 GPS 的定位服务可利用扩展范围来跟踪整个工业园区的高价值资产和集装箱.

智能公用事业

由于仪表通常位于室内, 地下, 或在密集的城市环境中. 这使得大多数无线技术很难达到它们. 城市正在推出智能燃气表, 电力, 基于 LoRa 无线电连接的供水系统可远程转发消耗数据,而不是人工亲自检查.

智能供应链 & 后勤

LoRa 传感器使物流和供应链能够更经济、更轻松地跟踪运输中的高价值资产. LoRa传感器的长距离和低功耗使车辆和货物的地理定位变得更加容易. 装有冲击或温度传感器的托盘有助于确定处理不当和保险索赔的有效性.

阿尔茨海默病患者追踪

LoRa技术可穿戴跟踪设备可以在阿尔茨海默病患者离开指定的安全区域时提醒护理人员. 这将有助于在无人监管的情况下确保全天候安全. 与 BLE 标签相比,电池寿命更长,可降低维护工作量.

智能家居 & 建筑物

LoRa 传感器无缝传输有关家庭和建筑动态的信息. 他们密切关注能源使用情况, 暖通空调功能, 以及智能门窗传感器等安全措施. 除此之外, LoRa 延伸至创造智能互联的生活和工作空间.

结论

如果您正在开发基于物联网的解决方案并希望使用 LoRa 技术但担心过程的复杂性, 那么你可以依靠 MOKOSmart. 我们提供各种强大的 LoRaWAN 传感器, 您可以根据需要使用. 另外, 我们提供硬件设计, 原型制作, 产品组装, 射频调试, 和LoRaWAN嵌入服务. 所以, 您将为基于物联网的解决方案获得专业级 LoRa 模块. 如果您想咨询报价或提出任何问题,请随时联系我们.

了解更多关于洛拉的信息

作者——
何尼克
何尼克
缺口, 我们 R 中经验丰富的项目经理&D部门, 为MOKOSMART带来丰富的经验, 曾担任比亚迪项目工程师. 他在 R 方面的专业知识&D 为他的物联网项目管理带来了全面的技能. 有着扎实的背景跨越 6 多年项目管理经验并获得 PMP 和 CSPM-2 等认证, 尼克擅长协调销售工作, 工程, 测试, 和营销团队. 参与过的物联网设备项目包括Beacons, LoRa设备, 网关, 和智能插头.
何尼克
何尼克
缺口, 我们 R 中经验丰富的项目经理&D部门, 为MOKOSMART带来丰富的经验, 曾担任比亚迪项目工程师. 他在 R 方面的专业知识&D 为他的物联网项目管理带来了全面的技能. 有着扎实的背景跨越 6 多年项目管理经验并获得 PMP 和 CSPM-2 等认证, 尼克擅长协调销售工作, 工程, 测试, 和营销团队. 参与过的物联网设备项目包括Beacons, LoRa设备, 网关, 和智能插头.
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