LoRa與LoRaWAN網(wǎng)關(guān)模塊的區(qū)別

LoRaWAN網(wǎng)關(guān)模塊的主要功能是通過網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)發(fā)送到設(shè)備端。LoRaWAN的特點是距離遠(yuǎn)、傳輸速率快，所以它比 LoRa的傳輸距離要遠(yuǎn)一些。但是這也是有區(qū)別的，一個是協(xié)議支持，另兩個是通信協(xié)議。目前應(yīng)用較多的就是 LoRaWAN的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，這兩種協(xié)議分別支持 server和 telnet兩種通信協(xié)議的發(fā)送。

1、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

Semtech LoRaWAN是 Semtech公司推出的針對于室內(nèi)環(huán)境中的 LoRaWAN無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，專門為室內(nèi)、室外無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計打造的。它不僅支持 server和 telnet兩種通信協(xié)議，而且支持 LoRa與其他無線技術(shù)間的連接，同時還基于 Symantec公司提供的 LoRa平臺和 Smart LoRaWAN開發(fā)套件。

目前， Semtech LoRaWAN協(xié)議采用了開放源代碼框架開源開發(fā)，在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。它是由國際無線電協(xié)會（ICSA）定義和管理的用于實現(xiàn) LoD/LAN通信的底層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。它主要適用于短距離、低功耗、窄帶無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中數(shù)據(jù)傳輸。該標(biāo)準(zhǔn)于2014年4月正式發(fā)布，并于2015年8月開始實施，其最大應(yīng)用場景是基于 Symantec Smart LoRaWAN平臺上搭建的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，可以實現(xiàn)對智能家居、可穿戴設(shè)備、智慧城市、工業(yè)自動化、智能倉儲以及智慧農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)連接。

Semtech LoRaWAN是基于 IEEE802.15.4規(guī)范開發(fā)的，支持無線傳感網(wǎng)（LAN）、無線中繼（LANs）以及數(shù)據(jù)鏈路層。它是一個開放標(biāo)準(zhǔn)棧，由 IEEE802.15.4工作組組織制定，以支持更高規(guī)格的網(wǎng)絡(luò)連接標(biāo)準(zhǔn)。Semtech將其定義為一個基于 Symantec公司研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)套件（ISP），其主要功能是與其他物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一起為其平臺上的所有節(jié)點提供連接。

2、協(xié)議支持

LoRaWAN模塊支持 server和 telnet兩種通信協(xié)議，所以它可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離、高速率傳輸。這是其區(qū)別所在。但是 Sigfox不支持 server協(xié)議的發(fā)送，也就不能像 LoRaWAN一樣實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸。所以 Sigfox的 LoRa模塊在發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，需要在 server和 telnet兩個協(xié)議之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這樣才能實現(xiàn)低功耗遠(yuǎn)距離、高速率和低成本的目標(biāo)。

由于 Sigfox不支持 TCP/IP協(xié)議棧，所以它在發(fā)送數(shù)據(jù)的時候不能使用 LoRaWAN協(xié)議棧進(jìn)行控制操作，只能使用 TCP/IP協(xié)議棧。如果有使用 TCP/IP協(xié)議棧的模塊可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、配置、升級等操作，這也是網(wǎng)關(guān)模塊所具備的功能。從圖中我們可以看出 Sigfox并不支持 server協(xié)議棧，而 MQTT支持 SGX及以上版本（MQTT標(biāo)準(zhǔn)目前還沒有出來）。LoRaWAN網(wǎng)關(guān)模塊一般都是可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸功能的，但是這種方式只能做到很小的范圍內(nèi)通信，無法實現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。

而且 LoRaWAN網(wǎng)關(guān)模塊主要應(yīng)用于小型物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點以及低功耗、低成本、易擴(kuò)展的設(shè)備之間進(jìn)行通信。雖然在遠(yuǎn)距離通信方面不支持 server協(xié)議是有原因的，但是也說明了 Sigfox并沒有支持它。所以在使用 LoRa網(wǎng)關(guān)模塊時一定要注意這一點。除了 Sigfox以外，其他 Semtech公司所推出的 LoRa器件都是不支持 server協(xié)議棧的（例如 Jetson公司生產(chǎn)的 JetsonLoM6000）。所以如果想要將其用于遠(yuǎn)距離通信，必須要使用 server協(xié)議棧以及 MQTT協(xié)議棧才行！

3、通信距離

由于 LoRa通信距離的局限性，因此在實際應(yīng)用中，往往是采用多信道的方式進(jìn)行傳輸。如果通信距離超過一定值會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失，甚至?xí)?dǎo)致不能正常工作。當(dāng)系統(tǒng)需要遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)時， LoRa就具有很大的優(yōu)勢。因為它是一個無線通信協(xié)議，且設(shè)備可以采用多個信道同時進(jìn)行傳輸。多信道使設(shè)備能同時接受多個來自不同用戶的數(shù)據(jù)。

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)傳輸速率不高時，每個終端可以發(fā)送超過2 Mbps的數(shù)據(jù)量，當(dāng)傳輸速率提高到3 Mbps時可以接收到超過10 Mb/s的數(shù)據(jù)量。LoRa通信距離遠(yuǎn)就意味著其功耗低、不受天氣影響、抗干擾性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點；但缺點也很明顯： LoRa本身需要大量電池來供電；此外，它還存在著較大的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍問題。因此 LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需要針對不同的環(huán)境設(shè)計相應(yīng)的解決方案。如果要在一臺主機(jī)上同時運(yùn)行多個 LoRa終斷節(jié)點的情況下， LoRa網(wǎng)絡(luò)會存在很大挑戰(zhàn)。

由于設(shè)備之間存在相互干擾或者其他因素影響，使得每個節(jié)點上的設(shè)備通信不暢或通信失效。例如：在一個城市中，如果一個單位內(nèi)只有一臺計算機(jī)工作，而其他單位都在使用同樣的計算機(jī)進(jìn)行操作的話，那么每個人都可以對所有人進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋；但是如果有人要在另外一個單位中對所有人進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋時就會遇到問題。如果需要采用無干擾通信方式（也稱非密點通信）的話，那么需要一個無干擾網(wǎng)絡(luò)作為傳輸媒介和節(jié)點之間進(jìn)行通信。但是現(xiàn)在大多數(shù)設(shè)備都是采用非密點（稱為密點）通信或者通過無線方式來工作的。

4、應(yīng)用場景

LoRaWAN在各種領(lǐng)域的應(yīng)用，如工業(yè)自動化、智慧農(nóng)業(yè)和智能家居等，均有很好效果。在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域， LoRa主要用于溫室大棚自動化管理，可以控制大棚內(nèi)的溫度、濕度、光照度、CO2濃度等環(huán)境參數(shù)，還可實現(xiàn)自動灌溉、定時灌溉等功能；而且可以遠(yuǎn)程控制棚內(nèi)的智能設(shè)備，比如溫度監(jiān)控、自動澆水等。在智慧建筑領(lǐng)域， LoRaWAN也能實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)。

在智能家居領(lǐng)域， LoRaWAN也可以用于遠(yuǎn)程監(jiān)控家居設(shè)備的狀態(tài)；例如實時查看家具的位置和狀態(tài)信息等等。LoBNB技術(shù)是以太網(wǎng)與廣域網(wǎng)合二為一的技術(shù)，它的特點是傳輸距離遠(yuǎn)（100m以上）、傳輸速率快（10 Mbit/s以上）。

并且 LoBNB芯片具有低功耗和低成本的特點，可以幫助企業(yè)降低系統(tǒng)成本；而且在部署方面也非常簡單。不過 LoRa還具備有距離長（100m以上）、功耗小、數(shù)據(jù)可靠性高以及低成本等特點；不過目前也存在一些問題：第一是成本比較高；第二是需要與路由器相連接才能發(fā)揮作用；第三是信號覆蓋范圍有限。因此不適合廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域來實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)。