LoRa的技術發(fā)展趨勢

　　LoRa是近幾年來一種被廣泛應用到低功耗、遠距離物聯(lián)網(wǎng)傳輸解決方案，這篇文章著重從lora的技術原理開始講解，講述了技術概念和其特點，并簡單介紹現(xiàn)極端lora技術在多個領域中的應用方式，以及這項技術最近幾年來在國內(nèi)外的發(fā)展歷程。

　　1、LoRa技術原理

　　物聯(lián)網(wǎng)應用中的無線技術有很多種類，從傳輸距離上來進行分類的話可以分為兩類，一類是短距離通信技術，比如我們生活中常見的wifi、藍牙，ZigBee；另外一種則是長距離無線通信技術，其中包括廣域網(wǎng)和低功耗廣域網(wǎng)，而lora就屬于低功耗廣域網(wǎng)中的一種。

　　LoRa基于線性調頻擴頻調制，線性擴頻因為其可以實現(xiàn)長距離通信和高強度抗干擾性，已經(jīng)在軍事還有空間通信等領域使用了數(shù)十年之久，而 LoRa是第一個用于商業(yè)用途的線性擴頻調制網(wǎng)絡。

保持與FSK調制相同的低功率特性并顯著增加了通信距離,改變了之前關于功耗和傳輸距離折中的考慮方式，為使用者提供了一種簡單的能實現(xiàn)遠距離、低功耗、大容量的系統(tǒng)，從而擴展傳感網(wǎng)絡。LoRa主要由終端傳感器(內(nèi)置lora模塊)、網(wǎng)關DTU(基站)、云端存儲服務器和客戶端組成，應用數(shù)據(jù)可以在433、868、915MHz頻段當中進行雙向傳輸。

　　2、LoRa的技術特點

　　LoRa的優(yōu)點在于擁有較長距離的通信能力，其基于線性調頻擴頻調制，即明顯的增加了通信距離，也保持了像FSK調制相同的低功耗性，在157db的鏈路預算下lora的通信距離最長可以達到驚人的15KM，一個網(wǎng)關或者基站可以覆蓋數(shù)百平方公里(覆蓋的范圍取決于周圍障礙物以及周邊的環(huán)境)。

　　除了長距離之外，lora還有一個優(yōu)點便是低功耗，lora的接收電流僅為10mA，睡眠電流200nA，這非常大程度上延長了電池的壽命，很多傳統(tǒng)無線系統(tǒng)使用頻移鍵控(FSK)調制方式來作為物理層，但是LoRaWAN網(wǎng)絡中的節(jié)點是異步的，并且無論是事件驅動還是調度，都是在數(shù)據(jù)準備好發(fā)送時才進行通信，相比其他的技術，LoRa網(wǎng)絡的功耗擁有其他技術的3~5倍優(yōu)勢。

　　抗干擾性強，LoRa技術自身就擁有超高的接收靈敏(RSSI)和非常強的噪比(SNR)，使用跳頻技術，通過偽隨機碼序列進行鍵控頻移，從而防止定頻干擾。不同擴頻序列的終端使用相同的頻率也不會相互干擾，使得集中器/網(wǎng)關可以并行接收多個節(jié)點的數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的接收容量

　　網(wǎng)絡帶寬容量大，基于LoRa的大容量基站每天可以支持數(shù)百萬條的消息，而一個大容量基站就可以支持數(shù)千臺設備，為了讓遠程星形組網(wǎng)可用，網(wǎng)關都必須要有非常大的帶寬容量來接收來自大量節(jié)點的消息。而lora網(wǎng)絡就滿足這一點。

　　使用成本低：大家都知道，在國內(nèi)使用大部分頻段都是需要申請頻段頻率使用許可證的，但是lora在使用國內(nèi)的433、868HMz頻段的時候則免拍照即可使用，除此之外，由于lora基礎設施成本，節(jié)點和終端成本低，使得LoRa和其網(wǎng)絡在鏈路上硬件花費相對于其他的標準化通信技術要低很多。

　　網(wǎng)絡安全性高，對于任何低功率廣域網(wǎng)絡(LPWAN)來說，安全性能都是非常重要的，LoRaWAN則可以很好的保護數(shù)據(jù)和隱私，128AES加密從使傳輸從傳感器到應用服務器再到后臺的所有數(shù)據(jù)都在多個級別上進行加密，使其成為了當前市場上最安全的LPWAN之一。LoRa的網(wǎng)絡使用了兩層安全性：一層用于應用程序，一層用于網(wǎng)絡，相當于有兩把鎖，使得網(wǎng)絡操作人員無法訪問終端用戶的應用數(shù)據(jù)

　　生態(tài)體系成熟：LoRa采用開放的標準協(xié)議，使得從網(wǎng)關，終端，服務器、芯片、開發(fā)工具和終端產(chǎn)品都可以有許多不同的供應商，可為運營商或者用戶提供多樣化的解決方案。