LoRa应用

LoRa介绍

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LoRaWAN终端等设备的软件采用分层架构,包括:

物理层:物理层主要负责物理信道承载、信号收发、调制解调,全球不同地区的工作频段不同;
MAC层:MAC层则负责LoRa接入控制、逻辑链路管理,包括Class A/B/C不同等级的终端的控制;
ClassA:终端先发送,在发送后开启一段时间的接收窗口,终端只有在发送后才可以接收。也就是说上行没有限制,下行的数据只有在上行包发送上来的时候终端才可以接收到。(功耗最低)
Class B:终端和服务器协商好接收的窗口开启的时间以及何时开启,然后再约定的时间进行接收,可以一次接收多个包。(功耗次低)
Class C:终端在发送以外的其他时间都开启接收窗口。更耗能,但通讯延时最低。(功耗最高)
应用层:用户自定义的基于LoRaWAN技术的应用程序、软件接口等;
Application层才是我们关注的

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Server 功能 下游设备 上游设备
NS 连接网关,收发RF数据包 Gateway AS和NC
AS 加密和解密应用数据 NS CS
NC 控制网关和终端的RF参数 NS Console
CS 存储终端上传和用户下发数据 AS /

NS(Network Server,网络服务器)

1个NS可以连接1个或多个Gateway,它们之间的接口协议为JSON / GWMP / UDP / IP。同样,NS可以连接1个或多个AS和NC,它们之间的接口协议为JSON / TCP / IP。

AS(Application Server,应用服务器)

1个AS可以连接1个或多个NS和CS,它们之间的协议为JSON / TCP / IP。

NC(Network Controller,网络控制服务器)

1个NC可以连接1个或多个NS,它们之间的协议为JSON / TCP / IP。
NC负责控制RF参数,目前,End Node的通信速率(ADR)由它控制。(后续扩展可能包括:End Node的发射功率、移动Node的漫游和选择最佳Gateway通信等)。

CS(Customer Server,客户服务器)

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1个CS可以连接1个或多个AS,它们之间的协议为JSON / TCP / IP。
CS是用户自定义的服务器,除了接口协议外,它具备高度的灵活性:灵活的数据存储(如:使用关系性数据库或简单文件),灵活的数据加工(如:基于数据挖掘或简单显示)。

可以看到一个LoRaWAN网络架构中包含了终端、基站、NS(网络服务器)、应用服务器这四个部分。基站和终端之间采用星型网络拓扑,由于LoRa的长距离特性,它们之间得以使用单跳传输。终端节点可以同时发给多个基站。基站则对NS和终端之间的LoRaWAN协议数据做转发处理,将LoRaWAN数据分别承载在了LoRa射频传输和Tcp/IP上。

部署LoRaWAN Server

前面提到LoRaWAN Server是重点和难点,如何部署它呢?这依赖您在物联网建设中的角色。
运营商:提供区域、国家级的物联网,自己开发与维护LoRaWAN Server;
私网:提供小范围(工厂或农场等)的物联网,可以使用商业的LoRaWAN Server,目前,国际主流的商业Server公司有:
Loriot:https://loriot.io/ (进入网站有耐心看到底,您将看到NADIA美丽的眼神)
The Things Network:https://www.thethingsnetwork.org/
开发者:和semtech公司签订NDA(Non Disclosure Agreement,不公开协议),您可以获取LoRaWANServer的源代码和资料,它也只是一个框架系统,针对具体的物联网,还是需要修改和维护。
探索者:有一个开源的LoRaWAN Server:https://docs.loraserver.io/loraserver/
当然,您得有足够的水平来掌握它:除了对IT技术(操作系统,编程语言,数据库,网络协议栈等)有要求外,还需要全面把握LoRaWAN体系结构和协议规范。

下载经典的LoRaWAN资料,请链接:http://www.rimelink.com/nd.jsp?id=48&_np=107_316
欢迎加入“LoRaWAN论坛”http://lora.timeddd.com/forum.php

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