隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,,無(wú)線通信技術(shù)不斷得到升級(jí)換代,。在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的多種連接技術(shù)里,不僅需要速率和穩(wěn)定性更高的5G技術(shù),,同時(shí)也需要低功耗,、遠(yuǎn)距離、大連接的LPWAN技術(shù),。其中,,LoRa作為一種新型的可遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù),并且具有超低能耗的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在悄然發(fā)展,。
說(shuō)到LoRa,,這里不得不提的就是Semtech(升特半導(dǎo)體)的LoRa Edge? 平臺(tái)了。2020年,,Semtech推出了LoRa Edge地理定位平臺(tái)以及LR1110芯片組,,目前已經(jīng)具備多頻段能力;而近日,Semtech又發(fā)布了全新的LoRa Edge? LR1120芯片組,,旨在幫助供應(yīng)鏈管理和物流行業(yè)在全球范圍內(nèi)部署互聯(lián)互通,、低功耗的地理定位設(shè)備。
據(jù)Semtech中國(guó)區(qū)銷售副總裁黃旭東介紹,,作為L(zhǎng)oRa面向物流和資產(chǎn)管理領(lǐng)域的一款最新產(chǎn)品,,LR1120芯片組的最大特點(diǎn)就是可以支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)直接衛(wèi)星通信?!吧弦淮a(chǎn)品LR1110主要支持的是區(qū)域性網(wǎng)絡(luò)覆蓋,,而LR1120新增了兩個(gè)很重要的頻段,包括2.4GHz LoRa和用于衛(wèi)星通信的授權(quán)S頻段,?!?br/>
為了讓大家全面地了解這款芯片,Semtech中國(guó)區(qū)LoRa市場(chǎng)戰(zhàn)略總監(jiān)甘泉對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,。
甘泉表示,,LoRa Edge LR1120擁有諸多特色?!笆紫?,這款芯片與LR1110一樣,都屬于LoRa Edge? 地理定位平臺(tái)的一部分,,可以支持地面和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),。其次,LR1120具有LoRa技術(shù)超低功耗的特點(diǎn),,擁有長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的電池壽命,。與傳統(tǒng)的定位技術(shù)不同,LR1120的定位是在云端進(jìn)行解析的,,并且具有覆蓋距離更遠(yuǎn),、帶寬更大、非常適用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等核心優(yōu)勢(shì),?!?/p>
為了更進(jìn)一步突顯LR1120的特性,甘泉將其與上一代產(chǎn)品LR1110進(jìn)行了對(duì)比,。
相比LR1110,,LR1120具有LoRa多頻段功能(Sub-GHz、2.4GHz和用于衛(wèi)星通信的授權(quán)S頻段),,并且融合了多種地理定位技術(shù),,比如GNSS掃描和Wi-Fi掃描這兩種特有的低功耗定位技術(shù)。
如下圖所示,,LR1110芯片的組成部分包括保證芯片安全的加密引擎,;Sub-GHz頻段的LoRa收發(fā)器(如常用的SX1276和SX1262芯片),;Wi-Fi無(wú)源掃描接口,;全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)掃描接口等,。
其中,衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)會(huì)通過(guò)各種協(xié)議發(fā)送到LoRa Cloud,,在云端被解析成為定位數(shù)據(jù),。
“如果用芯片做成一個(gè)模組或產(chǎn)品,用于接收衛(wèi)星數(shù)據(jù),,那么收到衛(wèi)星或者Wi-Fi數(shù)據(jù)后,,原先的LR1110傳輸?shù)胶笈_(tái)只能通過(guò)LoRa Sub-GHz一種方式?!备嗜赋?,而LR1120提供了更多的傳輸手段,它既可以使用2.4GHz的無(wú)線通道把數(shù)據(jù)傳出去,,也可以通過(guò)S頻段傳出去,。
此外,還能通過(guò)LR1120接收來(lái)自于LoRa Sub-GHz,、衛(wèi)星和2.4GHz的數(shù)據(jù),。這相當(dāng)于從原先的單個(gè)收發(fā)機(jī)升級(jí)成了三組收發(fā)機(jī),由此系統(tǒng)也擁有了更高的擴(kuò)展性,。
“通過(guò)下面的架構(gòu)框圖可以看出,,LR1110和LR1120在尺寸和引腳上都是完全一致的,也可以完全兼容,?!备嗜a(bǔ)充道,如果開發(fā)完LR1110方案后再把LR1120貼上去,,基本上也是可以使用的,。但若是將LR1110用到開發(fā)完成LR1120的設(shè)計(jì)上,則無(wú)法實(shí)現(xiàn)2.4GHz和衛(wèi)星通信功能,。
在談及研發(fā)2.4GHz LoRa的原因時(shí),,甘泉表示,Sub-GHz和2.4GHz是不同的,,Sub-GHz的頻段在全球各個(gè)區(qū)域的頻率和頻點(diǎn)規(guī)范不同,,而2.4GHz的LoRa在全球的頻段是完全一樣的。所以,,如果有一個(gè)可在全球使用的2.4GHz LoRa,,那么它在全球各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也都是一樣的,比如使用2.4GHz頻段的追蹤器可在全球范圍內(nèi)使用,。
同時(shí),,衛(wèi)星頻段也可以全球通用,,只要設(shè)備是在全球任何一個(gè)被衛(wèi)星覆蓋的地方,就可以與衛(wèi)星進(jìn)行通信,。因此,,LR1120芯片就具有完全的互操作性。
那么,,這些無(wú)線通信技術(shù)又是如何有機(jī)組合的,?
據(jù)了解,Sub-GHz只能在一個(gè)國(guó)家或特定區(qū)域內(nèi)工作,,一旦到其他區(qū)域,,就需要對(duì)頻率進(jìn)行調(diào)整,即其無(wú)法在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)全覆蓋部署,。同時(shí),,在沙漠、海洋和高空等沒(méi)有網(wǎng)關(guān)和基站的區(qū)域中,,如果想實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)無(wú)縫覆蓋,,就只能使用衛(wèi)星通信技術(shù)。
現(xiàn)在的衛(wèi)星技術(shù)頻段包括衛(wèi)星通信S頻段和Sub-GHz ISM頻段,,而1.9-2.2GHz是專用的衛(wèi)星頻段,。在該芯片發(fā)布之前,LoRa在近地衛(wèi)星的應(yīng)用只能采用Sub-GHz的ISM頻段,。LoRa的衛(wèi)星通信具備“全球無(wú)死角”的能力,,其缺點(diǎn)是現(xiàn)在的衛(wèi)星覆蓋不夠多,且實(shí)時(shí)性較差,。
如果LoRa Sub-GHz在某個(gè)特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了高覆蓋率,,那么這時(shí)就可以使用Sub-GHz進(jìn)行通信。但是,,如果需要對(duì)在不同國(guó)家航行的海運(yùn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤,,則適合使用在全球頻段完全一樣的2.4GHz的頻率進(jìn)行追蹤和通信。
因此,,將這三種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)組合后,,可以有效覆蓋制造、分銷,、航運(yùn)/海運(yùn),、海關(guān)、入庫(kù),、陸地運(yùn)輸和抵達(dá)客戶等各個(gè)環(huán)節(jié),,并且實(shí)現(xiàn)高效率、低功耗和低成本,。另外,,由于整套的網(wǎng)絡(luò)都通過(guò)同一個(gè)芯片支持,,因此實(shí)現(xiàn)所有的功能并不會(huì)增加使用成本。
我們應(yīng)該知道,,LoRa通信最常用到的是近地衛(wèi)星,,它的距離大概是200-1500千米,LoRa可以在這一范圍內(nèi)進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸,。在實(shí)際的場(chǎng)景中,,LoRa終端上傳到衛(wèi)星的過(guò)程并不需要特別大的天線和功率,。只要將傳統(tǒng)的LoRa傳感器放置在露天場(chǎng)景中,,就可以跟近地衛(wèi)星進(jìn)行通訊。如果使用S頻段,,則可以有更好的頻段資源,,受到的干擾更小,傳輸?shù)男Ч矔?huì)更好,。
“在LoRa芯片支持S頻段之前,,LoRa在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)被部署在了很多近地衛(wèi)星通信的場(chǎng)景中,但現(xiàn)階段這種方式存在一定的局限性,?!备嗜赋觯紫萀oRa只有等到近地衛(wèi)星在其上方通過(guò)時(shí)才能上傳數(shù)據(jù),,如果近地衛(wèi)星的數(shù)量不夠多,,LoRa設(shè)備則無(wú)法持續(xù)上傳;其次,,如果使用的是ISM頻段,,衛(wèi)星會(huì)受到很多干擾,S頻段的使用則可以有效解決上述ISM頻段干擾的問(wèn)題,,更多高質(zhì)量的解決方案也應(yīng)運(yùn)而生,。
隨著5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,地面物聯(lián)網(wǎng)迎來(lái)了廣闊的應(yīng)用前景,,而近地衛(wèi)星也由此成為了各國(guó)巨頭爭(zhēng)相搶占的市場(chǎng),。目前,美國(guó)太空探索技術(shù)公司(SpaceX)在近地衛(wèi)星軌道上運(yùn)行著很多顆衛(wèi)星,,而國(guó)內(nèi)也有很多機(jī)構(gòu)發(fā)射了大量的低軌近地衛(wèi)星,,這促使近地衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)形成了良好部署。
“它可以對(duì)地球進(jìn)行全覆蓋,,從而應(yīng)用到更多場(chǎng)景中,。在沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的海事或自然保護(hù)區(qū)的偏遠(yuǎn)地區(qū)中,對(duì)LoRa近地衛(wèi)星通信的應(yīng)用需求是非常大的,。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和近地衛(wèi)星行業(yè)的發(fā)展,,相信今后會(huì)有大量的應(yīng)用都會(huì)采用衛(wèi)星通信以及LoRa芯片,。”甘泉表示,。
總的來(lái)說(shuō),,LR1120是一種可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景靈活使用的解決方案。要知道,,工作頻率越高,,波長(zhǎng)就會(huì)越短,其繞射能力或者遠(yuǎn)距離傳輸能力也就越弱,。當(dāng)我們想要傳得更遠(yuǎn),、覆蓋更大的時(shí)候,一般都是選用Sub-GHz的LoRa,。而2.4GHz LoRa的主頻率要比Sub-GHz更高,,有效帶寬也比較高,因此它的傳輸能力也就更強(qiáng),。
“在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中,,如果我們要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)響應(yīng)、快速傳感以及快速控制,,建議使用2.4GHz的LoRa,。而如果我們要做一個(gè)遠(yuǎn)距離且少量數(shù)據(jù)的傳感,就建議用Sub-GHz的LoRa來(lái)做傳輸,?!备嗜缡钦f(shuō),LoRa Edge LR1120擁有非常多的應(yīng)用場(chǎng)景,,相信它能給我們的客戶和市場(chǎng)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)會(huì),。