從20世紀90年代初開始,連接到互聯(lián)網(wǎng)開始是一條簡單的直接路徑。如今,事情已經(jīng)發(fā)展,變得更加復雜,但也更有能力。而不是單個以太網(wǎng)連接到互聯(lián)網(wǎng),微控制器和其他設備無法通過一長串協(xié)議連接: 藍牙、WiFi、BLE、ZigBee、3G、4G、5G、NFC、RFID,SigFox、DigiMesh,線程和6LoWPAN僅舉幾例。 這些連接中的每一個都對設備連接和數(shù)據(jù)傳輸起著重要作用,但我們要強調的一個新興協(xié)議是LoRaWan。
與上面列出的一樣, LoRaWAN是用于與互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信的無線連接網(wǎng)絡。LoRaWan迅速脫穎而出,因為它已成為物聯(lián)網(wǎng)(物聯(lián)網(wǎng))應用的知名和量身定制,需要遠程和低功耗連接到互聯(lián)網(wǎng)而無需WiFi。對于遠程電池供電的傳感器或遠距離通信或遠程通信的設備,LoRaWan是一個很好的解決方案。LoRaWan簡單地說,包裹數(shù)據(jù)在需要時通過長距離發(fā)送到最近的,最可用的網(wǎng)關,該網(wǎng)關將所述數(shù)據(jù)包轉發(fā)到服務器以進行存儲,計算或可視化。
為了更熟悉LoRaWAN,讓我們回到2009年LoRaWAN的前身 LPWAN 在法國開始:
LPWAN是一種無線電信廣域網(wǎng),旨在允許物理(連接對象)以低比特率進行遠程通信,例如以低功率要求在電池上運行的傳感器。
LPWAN 支持與標準家庭設備提供的帶寬相比較少的設備網(wǎng)絡的連接與消費者移動技術相比,LPWAN 網(wǎng)絡在更大的覆蓋范圍內支持更多設備,并具有更好的雙向性能力。
WiFi和藍牙等網(wǎng)絡更適合 消費級IoT應用,但LPWAN在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),城市和商業(yè)應用中更為豐富。
LPWAN是包含 LoRaWAN 的累積網(wǎng)絡 。因此,這兩者不是同義詞,而是兩個獨立的網(wǎng)絡。LPWAN首先出現(xiàn),然后在其下采用了幾個網(wǎng)絡,每個網(wǎng)絡都有其獨特的歷史成長經(jīng)歷。其中一些采用的網(wǎng)絡包括AlarmNet(后來由霍尼韋爾擁有),2G網(wǎng)絡和LoRaWAN,它是由一個名為LoRa聯(lián)盟的組織在2014年創(chuàng)建的,是連接設備的領先和最喜愛的協(xié)議之一。
LoRaWAN的工作原理:
使用連接到互聯(lián)網(wǎng)上述信息圖,傳感器被稱為 端 - 設備。每當傳感器讀取數(shù)據(jù)時,設備有條件地發(fā)送網(wǎng)關 捕獲數(shù)據(jù)的信號(數(shù)據(jù)包) ?,F(xiàn)在網(wǎng)關上的數(shù)據(jù)使用FSK(頻移鍵控)使用稱為Chirp Spread Spectrum (CSS)的過程盡可能有效地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒掌? 。當來自終端設備的數(shù)據(jù)包進入網(wǎng)關的電路時,它進入“啁啾”或表示數(shù)字信息的符號(如下所示)。然后將啁啾解析到頻域,然后解調調制信號以進行有效的數(shù)據(jù)傳輸。
在將輸入信號轉換到頻域之后,LoRa硬件在頻帶內搜索 可以承載信號的 其他更好的頻率信道。一旦網(wǎng)關找到一個,整個過程調制輸入信號的頻率以使其更節(jié)能,然后將信號“移位”(因此FSK中的“S”)到該信道以便快速數(shù)據(jù)傳輸。
終端設備和網(wǎng)關不斷相互影響,以便數(shù)據(jù)傳輸可以“跳”到最適合系統(tǒng)功率,速度,占空比和范圍限制的其他頻率信道 。
在此頻率調制期間,LoRa網(wǎng)關內的其他集成電路執(zhí)行其他“改進”調制,如濾除噪聲或您在信號中看到的鋸齒狀。