如何實現低功耗、長距離、高可靠的物聯網通信

物聯網應用中的無線技術，有運營商廣域網的GPRS、3G、4G等，還有局域網短距離的ZigBee、Wi-Fi、藍牙。雖然這些無線技術本身已經成熟，但是在長距離和低功耗兩者之間只能二選一。

LoRa即Long Range Radio，直譯過來就是遠距離無線電，它是由Semtech公司創建的低功耗局域網無線標準，一種基于擴頻技術的超遠距離無線傳輸技術，它最大特點就是在同樣的功耗條件下比其他無線方式傳播的距離更遠，實現了低功耗和遠距離的統一，它在同樣的功耗下比傳統的無線射頻通信距離擴大3-5倍。

LoRa發展里程碑

2012年：Semtech通過收購Cycleo獲得LoRa技術

2013年：Semtech發布了第一款LoRa芯片產品

2015年：LoRa聯盟（LoRa Alliance）成立，并推出LoRaWAN 標準，逐漸形成了廣泛的產業生態

2018年：Semtech收購了TrackNet，為資產追蹤類產品打下了技術基礎

2019年：Semtech推出首個LoRa CloudTM服務平臺

2020年：Semtech發布了LoRa EdgeTM 地理定位平臺

2021年：LoRaWAN被國際電信聯盟（ITU-T）正式批準為低功耗廣域網絡（LPWAN）的全球通信標準，標志著其從物聯網事實性標準變成真正的國際標準

2022年：Semtech推出了LoRa Edge LR1120芯片組，提供多頻段LoRa和長距離跳頻擴頻（LR-FHSS）通信

LoRa技術概述

LoRa常采用星狀網絡，網關星狀連接終端節點，但終端節點并不綁定唯一網關，相反，終端節點的上行數據可發送給多個網關。理論上來說，用戶可以通過Mesh、點對點或者星形的網絡協議和架構實現靈活組網。

LoRa主要在全球免費頻段運行（即非授權頻段），包括433MHz、470MHz、868MHz、915MHz等。LoRaWAN網絡構架由終端節點、網關、網絡服務器和應用服務器四部分組成，應用數據可雙向傳輸。

LoRa是創建長距離通信連接的物理層無線調制技術，屬于線性調制擴頻技術（Chirp Spread Spectrum，CSS）的一種，也叫寬帶線性調頻（Chirp Modulation）技術。相較于傳統的FSK技術以及其他穩定性和安全性不足的短距離射頻技術，LoRa在保持低功耗的同時極大地增加了通信范圍，且CSS技術數十年已經廣受軍事和空間通信所采用，具有傳輸距離遠、抗干擾性強等特點。

LoRa的技術特點

遠距離：最遠15公里的傳輸距離；

低功耗：一顆鈕扣電池可以讓感測節點運作1年；

低成本：免牌照的頻段，基礎設施、節點/終端成本低；

易部署：基礎設施以及節點或終端的低成本讓網絡建設運維較為容易。

LoRa應用

智慧停車

LoRa技術因其靈活部署的特點可以節省大量施工成本，同時一個LoRa網關可管理數百個車位的LoRa傳感器，實時監控車位使用情況。

物流追蹤

追蹤或者定位市場的一個重要的需求就是終端的電池使用壽命。物流追蹤可以作為混合型部署的實際案例。物流企業可以根據定位的需要在場所部網，LoRa可以提供這樣的便捷部署方案。

智慧農業

對農業來說，低功耗低成本的傳感器是迫切需要的。溫度、濕度、鹽堿度等傳感器的應用對于農業提高產量、減少水資源的消耗等有重要的意義。這些傳感器需要定期地上傳數據，而且很多偏遠的農場或者耕地并沒有覆蓋蜂窩網絡更不用說4G/LTE了，而LoRa十分適用于這樣的場景。