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用于物聯(lián)網(wǎng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗遠距離無線技術(shù)

2512973 2022-11-28 | pdf | 228.15KB | 次下載 | 免費

資料介紹

低功耗廣域網(wǎng)已經(jīng)存在多年，但物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 對低成本連接的需求以及功耗和成本的改善正在引發(fā)更多興趣。硅技術(shù)的改進已將功耗降低到電池供電無線傳感器節(jié)點可行的水平。它們利用 sub-GHz 不受管制的無線電頻段進行遠程連接，這比受管制的蜂窩頻段更具成本效益。低功耗廣域網(wǎng)已經(jīng)存在多年，但物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 對低成本連接的需求以及功耗和成本的改善正在引發(fā)更多興趣。硅技術(shù)的改進已將功耗降低到電池供電無線傳感器節(jié)點可行的水平。它們利用 sub-GHz 不受管制的無線電頻段進行遠程連接，這比受管制的蜂窩頻段更具成本效益。然而，這些 LPWAN 網(wǎng)絡(luò)需要部署自己的基礎(chǔ)設(shè)施，而到目前為止，這一過程進展緩慢。然而，這件事現(xiàn)在已經(jīng)到了一個轉(zhuǎn)折點。使用 sub-GHz 頻段意味著需要更少的基站來支持大量無線節(jié)點。然而，這些 LPWAN 網(wǎng)絡(luò)需要部署自己的基礎(chǔ)設(shè)施，而到目前為止，這一過程進展緩慢。然而，這件事現(xiàn)在已經(jīng)到了一個轉(zhuǎn)折點。使用 sub-GHz 頻段意味著需要更少的基站來支持大量無線節(jié)點。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)人員有不同的選擇。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)人員有不同的選擇。SemtechSemtech的 LoRa 等技術(shù)可用于為一組無線節(jié)點推出專用的私有 LPWAN 網(wǎng)絡(luò)。或者可以使用 SIGFOX 等公共 LPWAN 網(wǎng)絡(luò)來避免安裝、連接和管理基站的需要。其他 LPWAN 網(wǎng)絡(luò)也正在使用新協(xié)議（例如 Weightless）進行開發(fā)。LPWAN 網(wǎng)絡(luò)的選擇決定了物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點無線收發(fā)器的選擇。的 LoRa 等技術(shù)可用于為一組無線節(jié)點推出專用的私有 LPWAN 網(wǎng)絡(luò)。或者可以使用 SIGFOX 等公共 LPWAN 網(wǎng)絡(luò)來避免安裝、連接和管理基站的需要。其他 LPWAN 網(wǎng)絡(luò)也正在使用新協(xié)議（例如 Weightless）進行開發(fā)。LPWAN 網(wǎng)絡(luò)的選擇決定了物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點無線收發(fā)器的選擇。LoRaWAN 是一種低功耗廣域網(wǎng) (LPWAN) 規(guī)范，適用于區(qū)域、國家或全球網(wǎng)絡(luò)中的無線電池供電節(jié)點。LoRaWAN 網(wǎng)絡(luò)通常使用星中之星拓撲，其中網(wǎng)關(guān)是在終端設(shè)備和后端中央網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間中繼消息的透明橋梁。網(wǎng)關(guān)通過標準 IP 連接連接到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，而終端??設(shè)備使用單跳無線通信連接到一個或多個網(wǎng)關(guān)。與節(jié)點的通信通常是雙向的，但該體系結(jié)構(gòu)還支持多播等操作，支持空中軟件升級，或其他大量分發(fā)消息以減少空中通信時間。LoRaWAN 是一種低功耗廣域網(wǎng) (LPWAN) 規(guī)范，適用于區(qū)域、國家或全球網(wǎng)絡(luò)中的無線電池供電節(jié)點。LoRaWAN 網(wǎng)絡(luò)通常使用星中之星拓撲，其中網(wǎng)關(guān)是在終端設(shè)備和后端中央網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間中繼消息的透明橋梁。網(wǎng)關(guān)通過標準 IP 連接連接到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，而終端??設(shè)備使用單跳無線通信連接到一個或多個網(wǎng)關(guān)。與節(jié)點的通信通常是雙向的，但該體系結(jié)構(gòu)還支持多播等操作，支持空中軟件升級，或其他大量分發(fā)消息以減少空中通信時間。圖 1：LoRaWAN 網(wǎng)絡(luò)具有從物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點到網(wǎng)關(guān)的加密路由。圖 1：LoRaWAN 網(wǎng)絡(luò)具有從物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點到網(wǎng)關(guān)的加密路由。節(jié)點和網(wǎng)關(guān)之間的通信使用擴頻鏈路分布在不同的頻道和數(shù)據(jù)速率上。這將創(chuàng)建一組數(shù)據(jù)速率從 0.3 kbps 到 50 kbps 的“虛擬”通道。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器使用自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率 (ADR) 方案單獨管理每個節(jié)點的數(shù)據(jù)速率和射頻輸出。節(jié)點和網(wǎng)關(guān)之間的通信使用擴頻鏈路分布在不同的頻道和數(shù)據(jù)速率上。這將創(chuàng)建一組數(shù)據(jù)速率從 0.3 kbps 到 50 kbps 的“虛擬”通道。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器使用自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率 (ADR) 方案單獨管理每個節(jié)點的數(shù)據(jù)速率和射頻輸出。LoRaWAN 有幾種不同的節(jié)點類別。使用最低功率的 A 類方法，上行鏈路傳輸之后是兩個短的下行鏈路接收窗口。節(jié)點調(diào)度的傳輸時隙基于其自身的通信需求，使用 ALOHA 協(xié)議在隨機時間基礎(chǔ)上有很小的變化。在任何其他時間來自服務(wù)器的下行鏈路通信將不得不等到下一個預(yù)定的上行鏈路。