LoRa简单了解

常见的3种通讯协议

现有的技术提供了面向不同场景的连接基础，目前我们了解的三类主要的协议。
（1）远距离高速率的传输协议
典型协议包括蜂窝网络通信技术，如3G、4G、5G相关技术等，这是我们目前移动通信使用的典型技术。
（2）近距离高速率传输技术，
WiFi、传统蓝牙等，这些技术传输距离在几十到几百米级别，主要用在家庭环境和日常应用中，使用非常广泛。
（3）近距离低功耗传输技术
传统物联网中ZigBee、RFID、低功耗蓝牙。
上面三类技术大都要求较高的信噪比，对障碍的穿透性较小，无法在复杂环境中实现远距离低功耗传输。
低功耗广域网技术填补这一技术空白。

低功耗广域网

LPWAN（Low Power Wide Area Network）指的是低功耗广域网，其特点在于极低功耗，长距离以及海量连接，适用于物联网万物互联的场景。
什么是广域网呢？
广域网一种覆盖范围较大的计算机网络，它能够连接不同地区、城市甚至国家的局域网或城域网计算机，实现远距离通信，广域网的覆盖范围从几十公里到几千公里。
LPWAN不只是一种技术，而是代表了一族有着各种形式的低功耗广域网技术，如下图所示。其中LoRa使用的是一种扩频技术，NB-IoT使用的是窄带技术，这是两种有代表性的低功耗广域网技术。

什么是扩频技术?太难了我选择放弃😩。
从上文中，目前了解到LoRa是低功耗广域网的一个技术。了解一个技术首先知道是什么？为什么用它，它的特点是什么？应用场景是什么？最后再了解工作原理及怎么使用？

LoRa简介

LoRa 是 Long Range Communication的简称，狭义上的LoRa指的是一种物理层的信号调制方式，是 Semtech (先科)公司定义的一种基于Chirp扩频技术的物理层调制方式，可达到-148 dBm的接收灵敏度，以偏小的数据速率（0.3-50kbps）换取更高的通讯距离（市内3km，郊区15km）和低功耗（电池供电在特定条件下可以工作长达10年）。
LORA是一种低功耗广域网（LPWAN）协议，用于物联网（IoT）设备之间的通信。它可以在长距离范围内传输数据，同时具有低功耗和低成本的优点。
从系统角度看，LoRa也指由终端节点、网关、网络服务器、应用服务器所组成的一种网络系统架构：LoRa定义了不同设备在系统中的分工与作用，规定了数据在系统中流动与汇聚的方式。
从应用角度看，LoRa为物联网应用提供了一种低成本、低功耗、远距离的数据传输服务：LoRa在使用10mW射频输出功率的情况下，可以提供超过15km传输距离，从而支持大量广域低功耗物联网应用。

LoRa的特点

LoRa应用

智慧城市：用于智能照明、环境监测、停车管理等市政设施的数据采集与远程控制。

农业监测：实现农田土壤湿度、温度、光照等参数的实时监测，助力精准农业发展。

工业物联网：为工厂自动化提供无线监控解决方案，如生产设备的状态监测和预测性维护。
总而言之，非常适合与室外的传感器及其他物联网设备进行通信或数据交互。
相比于Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等传统无线局域网，LoRa可以实现更远距离的通信，有效扩展了网络的覆盖范围； 而相比于移动蜂窝网络，LoRa具有更低的硬件部署成本和更长的节点使用寿命，单个LoRa节点可以在电池供电的情况下连续工作数年。 LoRa具有低数据率、远距离和低功耗的性质，因此非常适合与室外的传感器及其他物联网设备进行通信或数据交互。
考虑到LoRa在覆盖距离、部署成本等方面的巨大优势，近年来LoRa在全球范围内进行了大量的应用部署，在智能仪表（如智能水表、智能电表）、智慧城市、智能交通数据采集、野生动物监控等众多物联网场景中都可以看到LoRa的应用。
例如LoRa通信模块与传统的水质传感器进行连接，从而使用户可以数十公里外远程监控饮用水在输送过程中的水质变化情况。而在荷兰的KPN项目中，工程人员通过广泛部署LoRa网关，实现LoRa网络全覆盖，为智慧运输、智能农业、智慧路灯等具体应用提供了通信支持。

LoRa的工作原理

LoRa是一种基于 chirp spread spectrum (CSS) 扩频调制技术的无线通信方案，由美国Semtech公司开发。
其工作原理在于通过线性频率调制（LFM）产生“啁啾”信号，每个数据包的载波频率随着时间线性变化。这种调制方式允许信号在强干扰环境下保持良好的穿透力与抗多径衰落能力，从而实现远距离传输。
简单版：LORA协议的工作原理是通过在无线电频谱中使用扩频技术，将数据分散到不同的频率上，从而提高了传输距离和抗干扰能力。

LoRa组网架构

作者：四千一