部署物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，需要專為IoT設(shè)計(jì)的無線通信技術(shù)，滿足物聯(lián)網(wǎng)的基本要求——低功耗和超長電池壽命；可靠的長距離覆蓋；低運(yùn)營成本等——即通常所說的低功耗廣域網(wǎng)（LPWA）。

LPWA無線技術(shù)與人們常用的WiFi、藍(lán)牙、智能手機(jī)使用的蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)有什么關(guān)鍵區(qū)別呢？

問題看似簡單，難道不就是上面提到的“LPWA無線技術(shù)用在需要用低功率發(fā)送少量的數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域”嗎？

實(shí)際上，對于應(yīng)用端而言，一個(gè)更不容忽視的不同點(diǎn)在于，LPWA無線網(wǎng)絡(luò)通常都沒有指向特定的技術(shù)和運(yùn)營商服務(wù)。

室內(nèi)搭建個(gè)WiFi，或者智能手機(jī)上網(wǎng)，人們已經(jīng)習(xí)慣了運(yùn)營商負(fù)責(zé)提供服務(wù)或者特定的技術(shù)（產(chǎn)品）支持——路由器按照說明書設(shè)置，設(shè)備就能自動識別連接；移動通訊運(yùn)營商更是將簡單到只需要”打勾“的服務(wù)擺在小區(qū)門口。

然而，LPWA無線技術(shù)使用領(lǐng)域相比要廣泛的多。比如基礎(chǔ)設(shè)施、智能房屋、農(nóng)業(yè)、環(huán)境檢測、保健醫(yī)療、工業(yè)、物流運(yùn)輸、公用事業(yè)（水，煤氣計(jì)量）、能源、智能建筑、智能城市、智能停車、定位跟蹤、消費(fèi)產(chǎn)品的分銷零售和庫存管理等等。 各行各業(yè)、各種場合對IoT設(shè)備的要求都不一樣。 不同應(yīng)用領(lǐng)域部署物聯(lián)網(wǎng)（IoT），定制設(shè)備需要考慮的因素繁多。比如，設(shè)計(jì)、電子材料采購以及制造環(huán)節(jié)，如何保證穩(wěn)定的供應(yīng)并把握到恰當(dāng)?shù)氖袌龃翱冢?a target="_blank">射頻標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)認(rèn)證的時(shí)間和成本。 另外，LPWA技術(shù)一般采用Sub-GHz頻段來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸，市場上目前有LoRa、Sigfox、LTE-NB1等技術(shù)選項(xiàng)。使用者需要考慮國家地區(qū)、應(yīng)用需求的不同做出選擇。

針對上述問題，村田制作所及其合作伙伴給出了模塊化的解決方案。模塊化的低功耗廣域網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)解決方案的優(yōu)勢很多：

IoT設(shè)備小型化

簡化BOM和采購

更快推向市場，把握推場窗口

簡化RF設(shè)計(jì)和認(rèn)證

優(yōu)化使用設(shè)計(jì)資源

降低復(fù)雜度，縮短測試周期

與市場領(lǐng)先IC制造商合作

穩(wěn)定的供應(yīng)

質(zhì)量保證

生產(chǎn)良率

射頻標(biāo)準(zhǔn)

節(jié)省產(chǎn)品認(rèn)證的時(shí)間和成本

合規(guī)

低風(fēng)險(xiǎn)

做為電子零件制造商，Murata的名字通常使人首先想到采用陶瓷材料的電子組件，例如多層陶瓷電容器、表面聲波濾波器和陶瓷諧振器。

實(shí)際上，村田制作所還經(jīng)營藍(lán)牙和Wi-Fi無線通信組件，在全球額智能手機(jī)的這些組件市場中占有很大份額，被稱為近場通信組件專家。村田制作所同樣專注開發(fā)LPWA的市場潛力。

村田制作所目前在全球范圍內(nèi)參與LPWA，并生產(chǎn)LPWA標(biāo)準(zhǔn)“ LoRa”模塊，而且積極與產(chǎn)業(yè)上下游的標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品技術(shù)、以及各地區(qū)的運(yùn)營服務(wù)供應(yīng)商合作，推廣利用LPWA的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，參與利用LPWA的服務(wù)的創(chuàng)建，向考慮用LPWA的企業(yè)提供模塊化的應(yīng)用支持。

LoRa（遠(yuǎn)距離無線電，Long Range Radio），是近年來隨著物聯(lián)網(wǎng)概念而熱門的遠(yuǎn)距離低功耗無線通信技術(shù)，適合應(yīng)用在距離遠(yuǎn)、低速率的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。例如水表、氣表、溫度濕度儀表、報(bào)警器、跟蹤定位標(biāo)簽、安放檢測傳感等終端節(jié)點(diǎn)。

這些節(jié)點(diǎn)通過LoRa無線通信首先與LoRa網(wǎng)關(guān)連接，再通過3G網(wǎng)絡(luò)或者以太網(wǎng)絡(luò)，連接到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間通過TCP/IP協(xié)議通信。

基于低功耗局域網(wǎng)無線標(biāo)準(zhǔn)（LoRaWAN），在同樣的功耗條件下LoRa比其它無線射頻通信方式傳播的距離擴(kuò)大了3-5倍，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化的功耗、遠(yuǎn)距離、以及穩(wěn)定的信號的統(tǒng)一，特別適合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

LoRaWAN可以說是全球IoT應(yīng)用領(lǐng)域的de-factor標(biāo)準(zhǔn)，是全球LoRa Alliance聯(lián)盟的基礎(chǔ)。村田制作所也是聯(lián)盟的會員之一，與STMicro等企業(yè)合作，設(shè)計(jì)生產(chǎn)超小尺寸、價(jià)格優(yōu)惠的LoRaWAN標(biāo)準(zhǔn)模組。

村田制作所的LoRa模塊 村田制作所的LoRa兼容模塊ABZ型，是一種新型，緊湊，低成本，低功耗的廣域網(wǎng)（LPWAN）無線模塊，支持LoRaWAN遠(yuǎn)程無線協(xié)議。 這款新的獨(dú)立模塊尺寸僅為12.5 x 11.6 x 1.76毫米，采用金屬屏蔽封裝，包括Semtech SX1276超遠(yuǎn)程擴(kuò)頻無線收發(fā)器和STMicro STM32L0系列ARM Cortex-M0 + 32位微控制器（MCU）。模塊主要接口有UART，SPI和I2C。并且該模塊支持2.2~3.6V直流供電。 Murata CMWX1ZZABZ模塊已獲得無線電監(jiān)管部門的預(yù)先認(rèn)證。可在世界大多數(shù)地域的工業(yè)，科學(xué)和醫(yī)學(xué)（ISM）頻譜中運(yùn)行868和915 MHz。 村田ABZ型LoRa模塊正常輸出功率為+14 dBm，但可以選擇PA增強(qiáng)功能，以將RF輸出增加至+ 20dBm，以用于長距離應(yīng)用或終端設(shè)備位于室內(nèi)信號不佳的地方。該MCU包括192 kB閃存和20 kB RAM，并具有足夠的內(nèi)存來嵌入客戶應(yīng)用程序并托管其他調(diào)制堆棧。 此外，CMWX1ZZABZ-078嵌入（作為選項(xiàng)） 可信對象TO-Protect。通用MCU的安全軟件庫，可在LoRaWAN上提供增強(qiáng)的安全性。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)人員可以使用配備有此小型模塊的評估套件B-L072Z-LRWAN1輕松評估解決方案。 模塊框圖

該模塊的典型應(yīng)用包括智能計(jì)量表、可穿戴設(shè)備、跟蹤、M2M和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）邊緣節(jié)點(diǎn)。該模塊可在-40至+85°C的溫度范圍內(nèi)工作，可適應(yīng)各種溫度。

模塊規(guī)格

注1：頻率范圍869-930MHz的村田L(fēng)oRa模組TypeABZ，僅適用于歐美市場。中國市場適用頻率范圍為（430-510MHz），產(chǎn)品型號為Type1NM-130。

村田L(fēng)oRa模塊的開發(fā)板

開發(fā)板詳細(xì)規(guī)格如下：

嵌入式超低功耗MCU STM32L072CZ，基于ARM的Cortex-M0 +核心，擁有192KB閃存，內(nèi)存20千字節(jié)EEPROM的20個(gè)字節(jié)

頻率范圍：860 MHz-930 MHz

USB 2.0 FS

4通道，12位ADC，2×DAC

6位定時(shí)器，LP-UART，I2C和SPI

嵌入式SX1276收發(fā)器

LORA，F(xiàn)SK，GFSK，MSK，GMSK和OOK調(diào)制（+Sigfox兼容性）

+14 dBm或+20 dBm可選輸出功率

157 dB最大鏈路預(yù)算

可編程比特率高達(dá)300 kbit / s

高靈敏度：低至-137 dBm

89 dB的抗干擾能力

Rx電流低至10 mA，寄存器保持200 nA

完全集成的合成器，分辨率為61 Hz

內(nèi)置位同步器，用于時(shí)鐘恢復(fù)

同步單詞識別

前導(dǎo)檢測

127 dB +動態(tài)范圍RSSI

LoRaWANA級認(rèn)證

SMA和U.FL射頻接口連接器

包括50歐姆SMARF天線

7個(gè)LED：

4個(gè)通用LED

5 V電源LED

ST-LINK-通訊LED

故障電源LED

1個(gè)用戶和1個(gè)重置按鈕

具有USB重新枚舉功能的板載ST-LINK / V2-1調(diào)試器/編程器：大容量存儲，虛擬COM端口和調(diào)試端口

Arduino Uno V3連接器

通過USB總線或外部VIN/ 3.3 V電源電壓或電池為電路板供電

3×AAA型電池座，可獨(dú)立運(yùn)行

多種可供選擇的集成開發(fā)環(huán)境，包括IAR，Keil，GCC-basedIDEs，ArmMbed

原文標(biāo)題：【干貨】LPWA物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用為什么需要模塊化解決方案？村田有答案~

文章出處：【微信公眾號：村田中文技術(shù)社區(qū)】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。