什么是LoRa和LoRaWAN

LoRa是創(chuàng)建長距離通訊連接的物理層或無線調制， 基于CSS調制技術（Chirp Spread Spectrum）的LoRa技術相較于傳統(tǒng)的FSK技術，能極大地增加通訊范圍，且CSS技術數十年已經廣受軍事和空間通訊所采用，具有傳輸距離遠、抗干擾性強等特點。

LoRaWAN是為LoRa遠距離通信網絡設計一套通訊協議和系統(tǒng)架構。它是一種媒體訪問控制（MAC）層協議。LoRaWAN在整個流程的中充當MAC的功能，而LoRa調制充當物理層。

簡單來說，單個網關或者基站可以覆蓋整座城市或幾百平方千米的范圍，范圍也取決于所使用位置的環(huán)境和干擾情況，但LoRa和LoRaWAN相比于其他標準通訊技術有著更好的鏈路預算，它通常以db表示，是決定指定環(huán)境傳輸范圍的關鍵因子，下圖是部署在柏林的LoRa網絡的覆蓋情況。

什么物聯網場景用LoRa？

在偏遠地區(qū)，如果沒有NB-IoT信號，那么就更適合用LORA了。例如高原地區(qū)的牛羊定位管理，養(yǎng)牦牛的或者是養(yǎng)跑山豬的。或者是物聯網設備很密集的地方，LORA也會比NB更便宜。例如智慧小區(qū)、智慧園區(qū)等等。

常見的Lora組網方式

最常見的局域網的組網方式是形狀組網。

星狀組網是由中心節(jié)點和終端節(jié)點組成。如上圖，中間的黑色圈就是中心節(jié)點，外部的小圓圈屬于終端節(jié)點。

中心節(jié)點：就相當的一個網關，也是數據的處理中心。

終點節(jié)點: 就相當于探測器配件，諸如遙控器，無線門磁，煙感，燃氣探測器等

LoRa為什么功耗低？

LoRa之所以功耗比NB-IoT低，是因為極少發(fā)射數據。

就像兩個人相距100米站著，你對別人喊話的時候要扯著嗓子吼，聽的時候只需要靜靜的聽，喊話的肯定比聽話的累多了。

無線網絡傳輸也一樣，發(fā)送數據的時候比接收數據的時候功耗大的多。例如LoRa發(fā)射的工作電流超過100mA，接收的工作電流僅10mA。

這里講的發(fā)射和和接收，不只是數據的上行和下行，還包括了“心跳包”內部的上行和下行。

NB就像兩個人對話：一人說“告訴你一件事情，xxx”，另一人回答“好的，我聽到了”。雙方都在說話（發(fā)射數據）。

而LoRa就像兩個人約定好時間，一人說“告訴你一件事情，xxx”，另一人只聽，但不吭聲。

NB-IoT和2G 4G一樣，是設備端主動去詢問基站，問“我在線，你有沒有需要發(fā)給我的數據？” 這個過程中就需要設備端發(fā)射數據出去。

而LoRa不需要這一步，LoRa會和基站約定一個時間窗口，時間一到，基站只管說，終端只管聽。這就是LoRa功耗低的核心原因。

雙方都約定“10分鐘后”開始溝通，雙方各自的手表準不準，就很關鍵了。于是LoRa終端和基站需要定期“對時間”，（通過beacon）。

基站“講話”了，終端有沒有“聽到”？如果基站需要知道終端有沒有收到下行信息，就需要終端上行一個反饋信息。

這些技術細節(jié)網上資料很多，就不贅述了。

LoRa的三個工作模式

LoRa的工作模式和NB-IoT類似。

LoRa Class-A，等同于NB-IoT PSM模式。物聯網終端要主動發(fā)消息給基站，基站才能找得到終端，并且下發(fā)控制指令。

Class-A 終端發(fā)數據的時候才能接收

LoRa Class-B，等同于NB-IoT的eDRX模式。物聯網終端隔一小段時間聯系一次基站，此時基站才能找得到終端，并下發(fā)控制指令。

Class-B 終端定期接收（一般是幾十秒一次）

LoRa Class-C，等同于NB-IoT的DRX模式或socket長連接。物聯網終端和基站之間一直保持緊密聯系，基站隨時都能給終端下發(fā)控制指令。

Class-C 終端隨時都可以接收，功耗大

根據應用場景選擇LoRa工作模式

不需要實時控制終端設備的，選擇Class-A。省電，一節(jié)電池能用幾年。例如智能水表、氣表、智能井蓋、智能垃圾箱等

需要實時控制終端設備的，且延遲幾十秒也無所謂的，選擇Class-B。省電和控制取個均衡。一節(jié)電池也能用半年。例如路燈控制、牛羊定位器、農林大棚控制等。

需要實時控制終端設備，且對延遲要求比較高的，選擇Class-C，老老實實接電源吧。話說這種情況也不是LoRa的主打應用場景，用的很少。

如何快速搭建LoRa物聯網系統(tǒng)？

LoRaWan現在已經很成熟了，從傳輸模塊到基站到LoRa云服務一整套可以打包獲取。

開發(fā)者只需要用MCU掛載LoRa傳輸模塊，就可以通過LoRa云服務器收取MCU的上行數據、下發(fā)控制指令。

和NB-IoT幾乎一模一樣：MCU掛載NB模塊，從運營商的服務器收取MCU的上行數據、下發(fā)控制指令。

兩者的區(qū)別：LoRa需要自己買基站、NB需要自己去買sim卡。

舉個例子

使用機智云GL600 Lora網關、GM600 LoRa網關進行組網。

LoRa網關GL600、GM600采用嵌入式Linux 系統(tǒng)進行全新架構和設計，方便維護更新和應用定制化開發(fā)。網關的主要功能和特性如下。

1、支持Wi-Fi、485串口通信、4G、5G全網通，智能選擇通信方式

2、支持48通道，節(jié)點數1000+，最高可擴展至65535

3、支持傳感器子設備多網關漫游

4、預留多種調試接口，方便維護

5、免開發(fā)快速接入后臺，實現設備監(jiān)控