物聯(lián)網(wǎng)時代飛速發(fā)展下的需求,，除了不斷升級的4G/5G寬帶網(wǎng)絡(luò)，低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)（LPWAN）無疑也是大家研究的重要方向,。當前,，LoRa技術(shù)與NB-IoT的發(fā)展前景也成為大家爭論不休的焦點,。
物聯(lián)網(wǎng)是通過無線通信技術(shù)將人與物，物與物進行連接,。在智能家居,、工業(yè)數(shù)據(jù)采集等局域網(wǎng)通信，一般采用短距離通信技術(shù),，但對于廣范圍,、復雜環(huán)境、遠距離的連接則需要遠距離通信技術(shù),。
因此,，為滿足物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的連接需求，LPWAN（Low Power Wide Area Network,，低功耗廣域網(wǎng)）應運而生,。 LPWAN 專為低帶寬、低功耗,、遠距離,、大量連接的物聯(lián)網(wǎng)應用而設(shè)計。主要分為兩類：一類是工作于未授權(quán)頻譜的LoRa技術(shù),；另一類是工作于授權(quán)頻譜下的NB-IoT,。
圖1 授權(quán)頻段與非授權(quán)頻段
（1）相比于NB-IoT ,，LoRa基于Sub-GHz的頻段使其更易以較低功耗遠距離通信,，可以使用電池供電或者其他能量收集的方式供電,；
（2）較低的數(shù)據(jù)速率也延長了電池壽命和增加了網(wǎng)絡(luò)的容量,；
?。?）LoRa信號的波長較長決定了它的穿透力與避障能力；
?。?）LoRa專用網(wǎng)關(guān)可以根據(jù)現(xiàn)場和客戶需求擴展出更多自定義功能,，如廣告推送，多種網(wǎng)絡(luò)接入等,。
這些技術(shù)特點更適合低成本大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)部署和企業(yè)特定專網(wǎng)里工作,。LoRa的易于建設(shè)和部署，得到越來越多國內(nèi)公司的關(guān)注和跟進,。如ZLG致遠電子成立了專門的項目組從事LoRa模塊,、網(wǎng)關(guān)和整體方案的開發(fā)。廣泛應用在LoRa地磁,，用于車位管理,，車流量檢測；LoRa局域?qū)＞W(wǎng),，用于中小范圍內(nèi)的采集,、監(jiān)測、通信,；點對點遙控等各類方案。下圖為LoRa模塊及網(wǎng)關(guān)在路邊停車上的應用,。
圖2 LoRa在路邊停車的應用
1.LoRa模塊（ZM470SX-M）,，是基于Semtech公司 SX1278 自主研發(fā)的一款工業(yè)級射頻無線產(chǎn)品。相比傳統(tǒng)的窄帶調(diào)制技術(shù),，ZM433/470SX-M 模塊采用了擴頻調(diào)制技術(shù)在抑制同頻干擾的性能方面也具有明顯優(yōu)勢,，解決了傳統(tǒng)設(shè)計方案無法同時兼顧距離、抗擾和功耗的弊端,。另外,，芯片集成了+20dBm 的可調(diào)功率放大器，并可獲得超過-148dBm 的接收靈敏度,，鏈路預算達到了行業(yè)領(lǐng)先水平,，針對應用于遠距離傳輸且對可靠性要求極高的場合。
圖3 ZM470SX-M LoRa模塊
2. 網(wǎng)絡(luò)控制器（IoT-3968L）,，以 Freescale i.MX287處理器為核心,，ARM9內(nèi)核。采用雙MiniPCIE接口設(shè)計,，滿足各種條件苛刻的工業(yè)應用,，特別是在對通信有很高要求的領(lǐng)域,，完成LoRa，2G/3G/4G,，WiFi,Zigbee 搭配接入通訊,，可自定義適應各類網(wǎng)關(guān)方案。
圖4 IoT-3968L網(wǎng)關(guān)控制器
3.整體解決方案,，傳輸速率,、工作頻段和網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)是影響傳感網(wǎng)絡(luò)特性的三個主要參數(shù)。通過調(diào)整擴頻因子（數(shù)值為6~12）,、調(diào)制帶寬及糾錯率等變量,，在通信速率及傳輸距離和抗干擾特性之間取得更好的平衡。在發(fā)射功率一定時,，通常擴頻因子被設(shè)置得越大,，模塊可獲得的接收靈敏度就越高，通信距離將越遠,，但會同時導致通信速率降低,。
LoRaWAN是由LoRa聯(lián)盟推出的一個低功耗廣域網(wǎng)規(guī)范。LoRaWAN瞄準了物聯(lián)網(wǎng)中的一些核心需求--雙向通訊,。LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是一個典型的星型拓撲結(jié)構(gòu),，在這個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，LoRa網(wǎng)關(guān)是一個透明的中繼,，連接前端終端設(shè)備和后端服務器,。然而眾多實際應用場景，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)多以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或多級中繼組網(wǎng)結(jié)構(gòu),。該規(guī)范協(xié)議往往無法很好的同時解決通信速率,，傳輸距離，實時性,，低功耗,，多級組網(wǎng)之間的沖突。
未來,，ZLG致遠電子將推出網(wǎng)狀-星型結(jié)構(gòu)LoRaNet協(xié)議,，網(wǎng)絡(luò)由集中器，路由,，終端組成,。適用于數(shù)量眾多的終端通訊，而又對功耗敏感且傳輸數(shù)據(jù)量小的應用場合,，為用戶提供更加完整可靠的鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層支持,。屆時LoRa可廣泛應用于管道、地下井監(jiān)測；電力計量,、故障報警監(jiān)測,；畜牧養(yǎng)殖智能跟蹤、喂養(yǎng)控制,；智能路燈的控制等行業(yè),。
當然，LoRa技術(shù)不止可組建物聯(lián)網(wǎng)IoT感測網(wǎng)絡(luò),，還能通利用LoRa無線網(wǎng)絡(luò)來提供IoT設(shè)備的定位追蹤服務,，如協(xié)助追蹤車輛、物品,、寵物位置等等應用,。在這眾多的碎片式物聯(lián)網(wǎng)應用中，還存在大量未涉及領(lǐng)域,，期待大家去發(fā)現(xiàn)和挖掘,。