浅谈LoRaWAN



1.1综述

LoRa是一种专用于远距离低功耗的无线通信技术,其调制方式相对于其他通信方式大大增加了通信距离，可广泛应用于各种场合的远距离低速率物联网无线通信领域。比如自动抄表、楼宇自动化设备、无线安防系统、工业监视与控制等。具有体积小、功耗低、传输距离远、抗干扰能力强等特点，可根据实际应用情况对天线增益进行调节。

LoRaWAN网络架构是一个典型的星形拓扑结构，在这个网络架构中，LoRa网关是一个透明的中继，连接终端设备和服务器。网关与服务器通过标准IP连接，而终端设备采用单跳与一个或多个网关通信，所有的节点均是双向通信。LoRa网关和模块间以星形网方式组网，而LoRa模块间理论上可以点对点轮询的方式组网，但是点对点轮询效率要远远低于星形网。网关可以实现多通道并行接收,同时处理多路信号，这大大增加了网络容量。采用Lora也可以实现测距和定位。LPWAN的电池使用寿命较长，对于那些需要发送少量数据的传感器和应用而言是真正做到了低功耗。

根据FDMA（频分复用）来划分不同的频段来建立不同的子网段。如：一个子网工作在469MHz，另一个子网工作在470MHz，这2个子网互不干扰。可能会因为硬件电路或者是晶振的差别，信道频率值会有一些偏差。单终端单次上传的最大字节为256。终端节点个数几百不等.一个网关能接多少个终端与数据发送周期和响应速度要求有关。布置网关注意有些地方有信号死区，需要增加中继器，确保网关和终端的空中速率和频率一致，否则无法建立通信。带宽越小，对晶振的要求越高。跳频的话对于干扰有所改善，对通讯距离没有影响。Lorawan网关通 信协议采用的是国际标准，也可采用自定义协议。

 

1.2主要参数

选择 semtech射频芯片，SX1276工作频段是137-1020MHz频段，最高传输速率是300kbps。而SX1277最高传输速率是40kbps,则是针对5-40kbit/s速率的数据传输应用程序，如安全系统，SX1278是面向137MHz～525MHz工作频段，最高传输速率也是300kbps。对于SX1276初读数据手册，总结如下：

工作电压：1.8 - 3.6 V

工作频段：137~175MHz,410~525MHz,860~1020MHz

调制方式：LORA\2-FSK\GFSK\OOK

发射功率：+20dBm–100mW

最大比特率：300kbps

通信协议：SPI

 

 

  1.3定位和测距

   LoRa测量距离是根据传输信号的空中传输时间而不是接收信号强度RSSI值，定位则可根据多点（网关）对一点（终端）的空中传输时间差的测量。其定位精度可达5m。

 

 

1.4几种无线通信定位技术对比

通信技术	传输距离（m）	特点	传输速率	频段	调制方式	代表射频芯片	定位精度（cm）
UWB	450	支持双向测距和定位，功耗低（高速短距离）	110 kbit/s，850 kbit/s和6.8 Mbit/s	从3.5 GHz至6.5 GHz	BPM（二相调制）与BPSK（二进制相位调制）	DW1000	10
LoRaWAN	5000	可双向通信，低功耗（低速长距离）	0.81K，1.46K，1.46K，4.56Kbps，9.11K，18.23K	137~175MHz, 410~525MHz, 860~1020MHz	扩频调制	SX1276/8（标签） SX1301 （网关/基站） RN2483	500

 

 

更多技术文章浏览请关注：

百家号：
https://author.baidu.com/home?context=%7B%22app_id%22%3A%221646108714303504%22%7D&wfr=bjh

头条号：
https://www.toutiao.com/c/user/8115738721/#mid=1646025109246987