从 LoRa 开始，深入了解物联网

导读：LPWA 目前包含多种技术，如 LoRa、Sigfox、Weightless 和 NB-IoT 等，其中 LoRa 从 2013 年开始进入中国，预计今年 Semtech 的 SX1278 LoRa 芯片在中国的出货量将超过 1000 万片。因此，这个金秋 10 月就让我们一起来了解 LoRa。

物联网连接存在挑战，催生 LPWAN

目前物联网连接的应用场合存在几个痛点：

①通信距离，大部分设备布局在复杂的建筑环境或者人员稀少的地方，传统无线技术难以穿透或者抵达；

②电池供电，很多物联网应用场合并没有持续电力供应的条件，比如地磁传感器、自来水表。

主流无线通信方式对比

物联网应用中的无线技术，除运营商广域网的 GPRS、3G/4G 以外，还有局域网短距离的 ZigBee、Wi-Fi、蓝牙。虽然这些无线技术本身已经成熟，但是优缺点也都非常明显，长距离和低功耗两者之间只能二选一。LPWA ( Low Power Wide Area )   低功耗广域技术在这个背景下应运而生，专为远距离、低带宽、低功耗、大量连接的物联网应用而设计。LPWA 目前也包含多种技术，如 LoRa、Sigfox、Weightless 和 NB-IoT 等，其中 LoRa 从 2013 年开始进入中国，预计今年 Semtech 的 SX1278 LoRa 芯片在中国的出货量将超过 1000 万片。因此，这个金秋 10 月就让我们一起来了解 LoRa。

LoRa 让距离与功耗不再是问题

LoRa 是一种相比经典 FSK 技术覆盖半径增加 3-5 倍的增强无线传输技术，LoRa 调制解调技术在不改变发射功率的前提下，明显提升了无线传输距离（即增加链路预算，或者接收灵敏度）。

LoRa vs FSK 在密集城市环境下的传输距离

LoRaWAN ™   是一种异步的基于 ALOHA 的协议，也就是说节点可以根据具体应用场景需求进行或长或短的睡眠，而 GPRS、3G/4G 同步协议的节点必须定期地联网同步，这减少电池寿命第一推手。GSMA 对不同 LPWA 低功耗广域技术进行了比较，LoRaWAN ™   比其他蜂窝技术有 3 到 5 倍的功耗优势。

LoRa 在覆盖和功耗均表现优秀

LoRa 适用于哪些应用场景？

LoRa 最突出的特点就是长距离，突破以前需要中继才能解决的覆盖场景，或者同时要求功耗很低，需要电池供电。比如：

①无线抄表，比如：电表、水表、气表、热表等；

②缓慢变化物理量（温度、水压、PM2.5、地磁感应器）超低功耗传感器；

③无线报警器（烟雾探测器、热释红外）；

④远程 I/O 控制器（灯光控制、空调控制）；⑤无线 RS-485/Modbus 转换器；

LoRa 相对经典 FSK 433MHz 技术相比有什么独特优势？

①通信距离：距离增加 3-5 倍这是最直观的感受，原来 433MHz 小无线产品难以覆盖的死角，LoRa 可以完全覆盖，这是用户遇到 433MHz 通信不可靠的终极解决方案；

② LoRa 解调技术可在噪声下仍可正确解调数据，并且灵敏度甚至可以达到的 -148dBm；

③ LoRa Modem 本身具有优异的抗干扰特性，而且支持自动随机跳频通信，以抵抗瞬间干扰的可能。相比传统 433MHz 芯片定频通信来说，不但可靠性提高，而且对频点占用时间少，对外界干扰更少，意味着对通信信道使用更加合理。

LoRa 无线通信网关通信频率是否授权？

根据国家工信部文件《信部无 [ 2005 ] 423 号》，LoRaWAN ™可以免费使用微功率无线通信频率范围：470-510MHz，但必须满足以下条件：

①射频发射功率 EIRP ( Effective Isotropic Radiated Power )   有效全向辐射功率 )   要小于 50mW ( 或者 +17dBm ) ；

②发射持续时间不能超过 5000ms。