洛拉 – LPWAN的开放式无线电标准

洛拉 - LPWAN的开放式无线电标准

劳拉是一个低功耗广域网的开放无线电标准 (LPWAN) 只有少量的数据. 因此,它是适合远距离.

至于 LoRaWAN, 它是基于LORA该无线网络名称. LORA和使用频段从免许可证的ISM频段. 这意味着一个LoRaWAN可以替代或补充传统的移动网络与中央网络运营商. 更重要的是, 一个LoRaWAN也被称为网络0G从传统的移动通信区分它.

由于劳拉是一个开放的无线电标准, 任何人都可以设置一个LoRaWAN作为的IoT或M2M网络进行双向通信,或者使用一个基于社区的溶液.

注意: 美国LoRaWAN是欧洲LoRaWAN不同. 这对能耗传输速率的影响,从而也.

特点

•连接: 上行为本, 双向, 确认模式可能

•调制: 线性调频扩频和FSK

•网络架构: 终端设备与网关进行通信, 其中,所述数据分组发送到服务器. 服务器为连接到物联网的平台和应用程序接口.

•频率范围: 868 兆赫 (863-870兆赫, 分为几个子带) 在欧洲和 915 兆赫在美国. 该信道使用时段是由许多国家的法规限制 (占空比).

• 范围: 根据地形, 取决于 2 公里在城市地区,达 15 公里农村. 建筑物的良好的渗透,实现.

• 能源消耗: 之间 10 mA和 100 娜在睡眠模式. 根据不同的应用, 电池寿命 2 至 15 年份.

•广播信道带宽: 125 千赫

• 灵敏度: -137 dBm的

•发射功率: +20 dBm或最大的 25 毫瓦

•数据包: 美国: 最大. 51 字节 / 美国: 最大. 11 字节每分组的用户数据的

•传输速率: 之间 250 位 / S和 50 千位 / 小号

传输技术

洛拉传输技术

为了实现数据传输和能量消耗效率高, LoRaWAN采用了扩频. 它允许在很大程度上避免干扰,要避免窄带干扰.

传输方法被称为 “线性调频扩频”. 和信号传输发生作为一种鸣叫. 然后, 啁啾脉冲被扩展在宽的频率范围内. 带宽可以任选地用于高数据速率或一个强大的传输. 扩展因子和带宽决定接收的概率有多高的数据速率可以和有多高.

被调制以不同的扩频因子和在相同的频率信道发送的信号不相互干扰. 扩频因子的正交性使得能够在同一频道上的若干终端设备同时发送.

该LORA信号非常强大的反对带内和带外干扰. 他们不敏感多径接收或褪色确保远距离城市地区.

LoRaWAN网络架构

所述LoRaWAN网络体系结构由许多终端设备中的传感器和致动器的形式, 多个网关和中央网络服务器. 所述终端设备与网关进行通信. 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 (e.g. 休息, MQTT, 等等) 与被操作的是一个应用程序, 例如, 如在云中的应用程序.

在LoRaWAN, 网关是用于在无线电信号接收器 868 兆赫. 这里的LORA芯片接收的线性调频脉冲信号. 至于网关, 另一方面, 连接到互联网.

一个LoRaWAN的网关最好形成一个紧密的网络,并可以分布在世界各地.

消息可以由一个或多个网关来接收. 该网关转发这些到网络服务器,而无需进一步干预.

在LoRaWAN, 网络服务器负责识别发送方和转发包到应用服务器.

网络服务器保证, 除其他事项外, 该消息在应用服务器仅到达一次, 不管有多少网关已经收到了.

私人或社区网络

基本上每个人都可以经营自己的LoRaWAN. 由于LORA工作在非指定的频率范围, 对于频率没有许可成本是必要的.

如果你只需要建立一个LoRaWAN在限定区域内, 你自己的网关和服务器是有意义的操作.

然而, 如果你是依赖广域无线网络上, 您还可以与 MOKOSmart, 我们只经营我们自己的网关, 其中提到的服务器在互联网上. 关于安全, 你只需要信任的网络服务器传送接收的数据包和应用程序服务器, 它可以解密内容.

范围

LORA具有高灵敏度 -137 dBm的, 这增加了网络的可用性. 该信号穿透建筑物墙壁,没有任何问题,也可以达到地窖或其他所谓的深度室内场所.

发射器和接收器之间的距离大约 3 千米 (市), 约. 6 千米 (郊区) 和最多 13 千米 (乡下地方) 取决于环境和建成区.

的LORA发射机和接收机之间的距离取决于扩频因子, 带宽, 所使用的LORA芯片和天线的所选择的传输功率.

传输速率

为了最大限度地延长电池寿命和控制整个网络容量 (监管要求的限制), 洛拉控制单独使用自适应的数据速率的数据速率和RF输出 (ADR) 针对每个终端装置.

终端和网关之间的通信发生在具有不同数据速率的不同频率信道. The range of data is 0. 3 至 50 kbit / s的. 物理封装尺寸是 64 字节. 13 字节所需要的标头. 这使得 51 为用户数据字节.

注意: 在美国, 信道时间是在封端 400 毫秒. 这意味着,最多只有 11 用户数据的字节可以每个分组被发送.

该SF12 (扩频因子) 在 125 千赫 (带宽) 只有实现 250 位 / 小号 (数据速率). 该接收器是非常可能察觉到该线性调频脉冲,因为它比较容易为它从噪声区分的信号.

最快指定的组合是SF7在 250 kHz带宽. 这导致 11,000 BPS.

能量消耗

的洛拉调制方法能够与由发射器中的尽可能低的功耗的最佳发送功率. 低能源消耗实现了高达的电池寿命 15 年份.

这简化处理和由于不需要单独的电源是便宜.

设备类

洛拉不同的设备类区分, 其中只有A类有趣的是在物联网应用. 和末端设备处于省电状态并且仅短暂地发送时的状态的变化. 东西只能在这段时间被发送到终端.

加上无线电模块, 这些终端设备非常便宜,因为它们的简单性和也适合于覆盖的高需求.

如果设备也超过此期限加以解决, 设备类B或C实际上必须选择, 这极大地增加了功耗和, 视网络, 在所有不支持.

应用

洛拉主要是为静态传感器应用作出. 典型的应用包括记录, 查询和交换状态信息. 与位于任何位置传感器, 信息可以被确定或获得, 这可以容易地集成到应用程序中.

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