劳拉 – LPWAN的开放无线电标准

劳拉 - LPWAN的开放无线电标准

LoRa是低功率广域网的开放无线电标准 (广域网) 仅用于少量数据. 因此,它适用于远程.

至于 广域网, 它是基于LoRa的无线电网络的名称. LoRa,并使用免许可证ISM频段中的频段. 这意味着LoRaWAN可以通过中央网络运营商替代或替代传统移动网络. 更重要的是, LoRaWAN也称为0G网络,以区别于传统移动通信.

由于LoRa是开放的无线电标准, 任何人都可以通过双向通信将LoRaWAN设置为IoT或M2M网络,或使用基于社区的解决方案.

注意: 美国的LoRaWAN与欧洲的LoRaWAN不同. 这会影响传输速率,进而影响能耗.

特点

•连接: 面向上行, 双向的, 可能的确认模式

•调制: 线性调频扩频和FSK

•网络架构: 终端设备与网关通信, 将数据包传输到服务器. 该服务器具有用于连接到IoT平台和应用程序的接口.

•频率范围: 868 兆赫 (863–870 MHz, 分为几个子带) 在欧洲和 915 美国的MHz. 频道使用期限受许多国家/地区的法规限制 (占空比).

• 范围: 取决于地形, 取决于 2 市区公里至 15 农村公里. 实现建筑物的良好渗透.

• 能源消耗: 之间 10 毫安和 100 睡眠模式下的nA. 取决于应用, 电池寿命是 2 至 15 年份.

•无线电信道带宽: 125 千赫

• 灵敏度: -137 分贝

•发射功率: +20 dBm或最大 25 兆瓦

•数据包: 我: 最高. 51 个字节 / 美国: 最高. 11 每个数据包的用户数据字节

•传输速率: 之间 250 一点 / 和 50 千比特 / s

传动技术

LoRa传输技术

实现高效的数据传输和能耗, LoRaWAN使用频率扩展. 它可以大大避免干扰,避免窄带干扰.

传输方式称为 “线性调频扩频”. 信号传输是一种chi声. 然后, the脉冲分布在很宽的频率范围内. 带宽可以可选地用于高数据速率或可靠的传输. 扩展因子和带宽决定了数据速率可以达到多少以及接收的概率有多高.

用不同扩频因子调制并在同一频道上传输的信号不会互相干扰. 扩频因子的正交性使得可以在同一信道上同时传输多个终端设备.

LoRa信号对于带内和带外干扰非常强大. 它们对多径接收或衰落不敏感,可确保在城市地区进行远距离传输.

LoRaWAN网络架构

LoRaWAN网络体系结构由许多终端设备组成,包括传感器和执行器, 多个网关和中央网络服务器. 终端设备与网关通信. 网关连接到网络服务器. 然后网络服务器通过各种协议进行通信 (例如. 休息, MQTT, 等等) 与运行的应用程序, 例如, 作为云中的应用程序.

在LoRaWAN中, 网关是无线电信号的接收器 868 兆赫. LoRa芯片在这里接收线性调频信号. 至于网关, 另一方面, 连接到互联网.

LoRaWAN的网关理想地构成一个紧密联系的网络,并且可以分布在世界各地.

一个或多个网关可以接收到一条消息. 网关无需进一步干预即可将它们转发到网络服务器.

在LoRaWAN中, 网络服务器负责识别发件人并将程序包转发到应用程序服务器.

网络服务器确保, 除其他事项外, 消息仅一次到达应用程序服务器, 不管有多少个网关收到了它.

私人或社区网络

基本上每个人都可以操作自己的LoRaWAN. 由于LoRa在未分配的频率范围内工作, 不需要频率许可费用.

如果您只需要在有限的区域内设置LoRaWAN, 您自己的网关和服务器的操作很有意义.

然而, 如果您依赖广域无线网络, 您也可以联系 MOKOSmart, 我们只经营自己的网关, 通过Internet与服务器对话. 关于安全, 您只需要信任网络服务器来传递接收到的数据包和应用程序服务器, 可以解密内容.

范围

LoRa具有高灵敏度 -137 分贝, 这增加了网络的可用性. 信号可以毫无问题地穿透建筑物的墙壁,也可以到达地窖或其他所谓的室内深处.

发射器和接收器之间的距离约为 3 公里 (市), 大约. 6 公里 (郊区) 直到 13 公里 (乡下地方) 取决于周围环境和建成区.

LoRa发射器和接收器之间的距离取决于扩展因子, 带宽, LoRa芯片的选定发射功率和所用天线.

转移率

最大限度地延长电池寿命并控制整体网络容量 (受法规要求限制), LoRa使用自适应数据速率分别控制数据速率和RF输出 (ADR) 对于每个终端设备.

终端与网关之间的通信发生在具有不同数据速率的不同频道上. 数据范围是 0. 3 至 50 千位/秒. 实际包装尺寸为 64 个字节. 13 标头需要字节. 这离开 51 用户数据的字节.

注意: 在美国, 频道时间上限为 400 毫秒. 这意味着最多只能 11 每个数据包可以传输用户数据字节.

SF12 (扩散因子) 在 125 千赫 (带宽) 只达到 250 一点 / s (数据速率). 接收器很可能会感知到线性调频脉冲,因为它比较容易区分信号和噪声.

最快的指定组合是SF7, 250 kHz带宽. 这将导致 11,000 bps.

能量消耗

LoRa调制过程可实现最佳的发射功率,同时使发射机的功耗降至最低. 低能耗使电池寿命长达 15 年份.

由于不需要单独的电源,因此简化了处理并且价格便宜.

设备类别

LoRa区分不同的设备类别, 从而只有A类对物联网中的应用很有趣. 终端设备处于节电状态,仅在状态更改时短暂传输. 在此期间只能将某些内容发送到终端.

与无线电模块一起, 这些终端设备由于其简单性而非常便宜,并且还适合满足高需求.

如果在此期间之后也可以寻址设备, 实际上必须选择设备类别B或C, 这会大大增加功耗,并且, 取决于网络, 完全不受支持.

应用领域

LoRa主要用于静态传感器应用. 典型的应用包括录音, 查询和交换状态信息. 传感器位于任何位置, 可以确定或获取信息, 可以轻松集成到应用程序中.

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