LoRa是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络。目前，LoRa主要在全球免费频段运行，包括433、868、915 MHz等。
经过几年的推进，LoRa已成为当前最为普遍应用的物联网专用网络通信技术。从很大程度上来说，LoRa在全球物联网领域的普及与LoRa联盟的成立和成功运营分不开，通过广泛联合运营商、设备商、软件厂商、终端厂商、应用厂商等产业链上下游企业，形成源于LoRaWAN的物联网标准规范并大范围推广，这也是物联网时代生态系统重要性的体现。LoRa所面对的不是单一的产品，而是一个系统，只有通过生态系统的协作，才能提供端到端的解决方案，也正是由于LoRa技术和运营的这种开放性和灵活性，在市场应用上形成了各种各样生机勃勃的业务模式。
LPWA物联网应用站通过本栏目为您整理和收集的LoRa最新市场与商业应用信息，帮助您了解LoRa物联网市场行业动态，分析行业方向与前景，传播企业品牌方案和实际客户需求，也帮助LPWA从业者把握这些市场机会。
LoRa无线抄表：可抄到、功耗、双向交互畅通
无线抄表有以下3点核心需求：可抄到、功耗（使电池长时间待机）、双向交互畅通。 基于目前智慧抄表的趋势判断，自动化远传抄表是LoRa无线远传技术的未来发展方向，即只部署1个基站抄收整个小区内的LoRa水表，再通过运营商的2G/4G网络，水司/水务公司在办公室就能远程抄收水表数据，全自动远传抄表。 1、可抄到：虽然LoRa在传输距离和穿透力比传统的FSK、GFSK更加优良，但仍然很难实现一个集中器对整个小区的无死角信号接收，这是因为很多厂家在使用lora远传技术时忽略了水表本身结构对无线传输的影响，而只将远距离通信的效果完全寄托于LoRa, 如LORA的甚高频RF无线类型对金属等结构件极其敏感，设计上的稍作改动都会使无线传输效果大打折扣，水表与LoRa或者说水表与无线的组合应该是相辅相成，不应该孤立的看成是两种组件简单的组装，厂家在产品设计初期就应该特别注意。 2、双向交互：无线水表抄表如果要做成双向交互的LoRa远传抄表系统，无疑只能在功耗、距离上取得平衡，在整个结构中加入中继器，使用LoRa 做成MESH组网设计才能实现，即LoRa MESH，但是LoRa通过协议做成MESH网络看上去很美，但很多问题需要协议解决，冲突机制如何设计，中继与路径选择，唤醒方式等等（特别是唤醒机制，如果如同手持机一样将所有表都同时唤醒，假设小区有1000块表，在第1000块表没有抄读完之前，所有表都需要处于收发状态，无疑功耗损失就非常大，解决方式可以是整个小区内的表都是异步通信，表按照某种时序传数据，传输完成则进入呼吸状态），国内某些厂家能做好其中的某点或几点，但完全将所需的功耗控制和网络技术糅合在一起，再加上需要规模化的验证其稳定性，能成型大规模商用的水表LoRa抄表解决方案已经屈指可数。 3、功耗：电池容量是一定的，要想省电而保证模块常年的正常运行，降低LoRa的功耗成为智能水表对LoRa技术的又一要求。 LoRa呼吸/心跳工作方式，即在休眠一段时间后接收打开搜索唤醒信号，如有唤醒信号则正常收发进行抄表或发现无唤醒信号则进入休眠的工作方式。在整个工作方式里，抄表状态下的功耗是不能够节省的，而呼吸状态只产生休眠和接收功耗，显而易见，控制接收功耗是关键，要做到模块省电最好的办法就是尽量缩短接收时间，然而，如果把LoRa扩频因子调到最高，速率最低，传输相同数据的情况下唤醒时间（接收时间）必将被成倍拉长（SF=7, 18.23Kbps；SF=12, 0.3Kbps; 两相对比可见差异之大），速率太高，距离短，速率太低，太耗电，所以，水表无线抄表中扩频因子的选择，即速率的选择与接收时间必需取得一定意义上的平衡，而不能走极端。 Read more.
LoRa远距离无线电比传统的无线射频通信距离远3~5倍
黄杰是中科院水生生物研究所的博士研究生。今年夏天，这样一幅图景在他的脑海中定格：他穿着防水裤，站在鄱阳湖的泥沼中，举着几米高的“特制鱼竿”，眼睛紧盯着水面，耐心“捕鲸”。 他所要“捕捉”的鲸，是长江中目前惟一还存活的鲸类——长江江豚。当然，黄杰并不是真的要抓到一头长江江豚。而是要用手中的“特制鱼竿”——信号接收天线，来捕捉从江豚身上的LoRa信标发射出的信号。 LoRa就是远距离无线电(Long Range Radio)，它最大特点就是在同样的功耗条件下，信号比其他无线方式传播的距离更远——比传统的无线射频通信距离远3~5倍。至于为何在江豚身上使用这项技术，其中还有一段曲折。 江豚追踪研究遇困 长江江豚，这种仅在我国长江中下游干流及洞庭湖、鄱阳湖中有所分布的小型齿鲸类动物，已经处于极度濒危的状况。但由于其生活在水下，出水时间极短，很难对它们进行定位和追踪。 “如何定位长江江豚以了解其生活习性、活动范围是保护的重要一步，这对于陆地上的生物很好实现，但对于主要在水下的江豚却难倒了全球的保护组织。”在近日由阿里云组织的“科技能量保护江豚”活动上，黄杰介绍说，江豚平均浮出水面只有0.81秒，传统装置难以定位、追踪。 记者了解到，在野保领域的追踪技术上，主流的定位信标是采用GPS或者北斗卫星系统定位，然后通过卫星系统或手机通信网络进行数据传输。不过，项目组成员、从事物联网技术产品研发的北京领先亿民电子产品有限公司CTO刘晓康告诉《中国科学报》记者，卫星信标定位设备的通信时间需要2~3秒，且每隔一段时间都需要进行卫星校准——这需要在水面长时间进行，才能保证定位的精度。考虑到长江江豚的平均出水间隔，理论上当前的卫星定位设备无法完成江豚的准确出水定位。 “在过去5年，项目组尝试租用或者购买商用的各种卫星定位设备，在网箱养殖的江豚身上进行测试，都无法完成定位。”黄杰说，此外，由于卫星覆盖度有限，每天只有固定的时间才能够有效传输数据。而如果遭遇云层，卫星的通信还会受到较大影响，数据传输效果变差。 LoRa技术解难题 此路不通，项目组开始不断寻找新的解决方案。功夫不负有心人，一个偶然的机会，项目组了解到了阿里云IoT事业部的LoRa物联网技术。 据阿里云loT事业部高级产品专家李国财介绍说，LoRa技术具有低功耗、长距离、开放组网等特性，通信芯片和网络所需功耗非常低，相对于无线网络，单基站的覆盖范围提升数十倍。更重要的是，借助LoRa物联网技术，信标和基站可以瞬间完成链接，在提高定位和跟踪精度的同时，还一举解决了数据传输的限制问题。 LoRa的这些特点，恰好符合长江江豚追踪研究项目的需求。随着LoRa技术纳入方案，项目得以顺利实施。2017年4月底，由中科院水生生物研究所副研究员梅志刚负责、北京领先亿民电子产品有限公司与厦门四信通信科技有限公司共同配合的项目组，向农业农村部长江流域渔政监督管理办公室提交了在鄱阳湖开展长江江豚定位跟踪研究的请示。今年5月中旬，项目获得通过，并获批“立即实施”。 在阿里云的技术支持下，项目组很快搭建了LoRa野保系统——整个系统由无侵入式江豚穿戴式LoRa信标、LoRa定位基站，以及江豚踪迹分析服务器组成。项目中，LoRa信标以每2秒钟向外周期性发射江豚编号，安装于江豚活动湖域旁边的LoRa定位基站接收到信标的周期性信号后，通过4G网络上报到服务器。服务器通过解析获得的江豚编号，便可以得出江豚的位置等信息。 随后，项目组研制出自动接收基站，并将20个基站布设在预定的航标柱或航标船上，同时完成在阿里云端服务器上的信号实时接收和显示软件的开发。一切就绪后，6月6日，项目组在江西省余干县瑞洪镇康山河段捕捞和挑选了2头合适的雄性江豚，开始了对这一神秘水下动物的追踪。 2头江豚穿上信标之后随即释放，实验人员监测到它们在一起活动，并观察到它们融入了周边的江豚群。其间，项目组发现动物背负信标出水形态正常，游泳速度与周边动物无差异。直至16天后，动物信号消失(穿戴式信标安全脱落)，跟踪实验结束。 22940分钟，100980次出水，这是第一次在野外环境下对长江江豚实行最长时间的安全跟踪。通过追踪，研究人员发现了江豚大量生活习性。“江豚有没有江、湖迁移行为?迁移的时间和路线是怎样的?迁移的规模有多大?这些谜团有望被逐个解开。”黄杰说，这将为如何划定长江流域的保护区、禁渔区，在江豚迁徙季节的线路上如何保护江豚等问题的解决提供重要参考。 “让LoRa像WiFi一样广泛应用” 在今年9月的杭州云栖大会上，使用LoRa技术保护江豚的项目获得了阿里云IoT极客创新挑战赛亚军。 “长江江豚的定位跟踪是我们在物联网行业中的第一步。以后我们会把物联网技术拓展到生活中的各个角落。” 李国财对《中国科学报》记者说，例如在菜鸟的物流园区，20万平方米的面积内，通过LoRa技术搭建的物联网络，可对园区内所有水电表、井盖、产品堆高、车辆通行，进行实时监控。“未来菜鸟所有的仓储物流网络，都会被阿里云IoT覆盖。” 刘晓康也告诉记者，基于长江江豚定位的技术还可以应用在针对被困人员的单兵救援黑匣子系统当中。该系统可在人员发送被困信息后，脱离北斗或GPS系统，单机运行。特别是在水下、地下室、隧道等卫星信号无法覆盖的区域提供定位服务，为挽救生命提供第一手的位置保障。 目前，阿里云也在探索相关IoT技术在非洲大象以及四川保护区等更多野生动物保护项目上的应用。在今年的阿里云栖大会上，阿里云IoT发布了可以上天入地的“LoRa天空物联网”，实现从40000米高空到地下20米的联网覆盖，可在海洋、森林等人类难以到达的场景下应用，支持更多的野生动物保护、森林保护等业务。 “LoRa技术可以完美解决物联网连接中长距离、低功耗问题，最高接收灵敏度可达-148dBm，可以主攻远距离低功耗的物联网无线通信市场。”阿里云IoT的Link WAN产品负责人贝乔向《中国科学报》记者说，阿里云IoT的Link WAN平台支持LoRa的自由部署，“我们希望让LoRa像WiFi一样广泛应用，满足各种物联网需求”。 Read more.
Semtech与SK Telecom采用LoRa技术监测牲畜健康情况
基于LoRa的LiveCare物联网 (IoT) 系统可准确分析每头奶牛的健康状况和产奶能力 高性能模拟与混合信号半导体产品及先进算法领先供应商Semtech Corporation（纳斯达克交易代码：SMTC）宣布，韩国最大的电信企业之一的SK Telecom利用Semtech的LoRa® 器件和无线射频技术（LoRa 技术），推出了基于物联网 (IoT)的奶牛健康护理解决方案。这个名为 LiveCare的产品是一种应用了LoRa的生物胶囊，将它植入奶牛的胃肠道内，来追踪和监测奶牛的多项健康指标。 “Semtech的LoRa 技术可支持我们去实时监控奶牛的健康状况。”SK Telecom 小型农场项目组项目负责人Taehee Moon说道，“我们独特的解决方案可使农民在奶牛出现健康问题时，即时知晓情况。这样就能准确了解饲养的过程，使农场主更加专注于预防牲畜疾病。奶牛越健康，产奶就越多，奶牛场就可以将更多精力投入到业务增长中。” LiveCare是将LoRa的物联网硬件嵌入到一个生物胶囊中，将其植入到奶牛的反刍胃中以持续收集数据。根据设备传回的数据，农场主可以监测奶牛的体温状况和其他重要数据，从而检测发病迹象、发情期，并预测小牛犊产期。与其他解决方案不同的是，LiveCare设备被放置于奶牛体内与外界隔离，从而使数据免受到外部的干扰。 这一解决方案预计将显著提高奶牛的生活质量，并可使整个牧场中的牲畜从中获益。奶牛越健康，就意味着牛奶和牛肉的品质越高，为农场主带来的收入也越多。我们在韩国的一家农场对这一技术进行了测试，其结果是每头奶牛的年产奶量增加了 1200 升，每头奶牛为农场主带来的收入增加了 1100 美元；同时利用 LiveCare 对每头奶牛的发情期进行合理安排，又节省了 400 美元。SK Telecom计划进一步扩大服务范围，未来将为农场主提供传染病自动通知以及位置跟踪服务。 “由于LoRa技术的长距离、易于部属、易于使用和灵活性等特性，LoRa技术成为了农业解决方案的当然之选，”Semtech无线与传感产品业务部物联网总监Vivek Mohan说道。“有了LoRa以后，农场主就能够用高效的监测手段去了解其牲畜的情况。智慧农业是我们用LoRa技术去创建一个更加智慧的星球的很好案例。” 欢迎更深入了解LoRa技术与智慧农业应用。 Read more.
不让江豚消失，中科院携手阿里云IoT构建LoRa野保系统
野生动物在不断消失，很多现实困难让我们无能为力。 长江江豚，已经处于极度濒危的状况。但由于其生活在水下，平均浮出水面只有0.81秒，传统装置无法定位、无法追踪，连活动范围和生活习性都不了解，又谈何保护。鲸类学研究保护，已经成为了全球性的技术难题。 中国科学院一些年轻的博士和工程师们，经过了近四年探索和研究，与阿里云IoT和四信通信科技携手，借助IoT平台、网络技术和F8L10D LoRa模组，终于研制了非侵入式江豚定位系统，实现了江豚保护的里程碑式突破。整个系统由三方协同研制的无侵入式江豚穿戴式LoRa信标、LoRa定位基站、江豚踪迹分析服务器组成，这也成为鲸类学研究未来最重要的发展方向之一。 结果令人欣慰，但过程却异常曲折。 困局 如何定位江豚的生活习性、活动范围是保护最重要的一步，这对于陆地上的生物很好实现，但对于主要在水下的江豚却难倒了全球的保护组织。 在定位技术上，此前野生保护领域主流都是采用卫星定位或者无线电定位，但是在水下无线电信号无法传输，只能利用江豚出水的时间进行信号定位。但这个出水时间只有0.81秒。而卫星定位和无线定位都需要2-3秒，无法捕捉江豚信息。 在跟踪装置上，传统的海洋鲸类动物进行定位和跟踪研究，采用金属飞镖射入动物体内（6-29cm），采用倒刺等结构，使信标稳固。但问题来了，一是传统信标体积太大，无法在娇小的江豚身上应用。二是近年来科研人员发现信标并不会正常脱落，而是直接撕裂背鳍，从后脱落。2016年3月，美国一只罕见逆戟鲸死于卫星追踪器造成的感染。 转机 就在项目组一筹莫展之际，中科院水生生物研究所偶然间了解到由阿里云IoT提供的LoRa物联网技术，并由此研发了非侵入式江豚定位系统。 LoRa技术具有低功耗、长距离、开放组网等技术特性，要求最高可以达到10年以上电池寿命，通信芯片和网络需要做到超低功耗，相对于无线网络，单基站的覆盖范围提升数十倍。借助Lora物联网技术不仅可以瞬间完成链接，同时也能大大提高定位和跟踪的精度，更重要的是可以解决数据传输的限制。 架设在水文站的LoRa接收基站 整个系统由无侵入式江豚穿戴式LoRa信标、LoRa定位基站、以及江豚踪迹分析服务器组成。江豚身上的信标内置了四信F8L10D LoRa模组，四信极客在模组中移植完成了AliOS-things，处理器周期性地唤醒，并发出LoRa调制信号。由水域周边的 4G LoRa网关 F8916-L 采集，上报到服务器，由服务器计算出江豚的位置。 随着LoRa的应用，项目得以顺利实施。 研究成功 研究人员用了大量专业手段，小心翼翼的捕获了两只健康的江豚，并为其佩戴了无侵入式设备。 在将两头江豚释放，实验人员每天开船进行跟踪监测，均拍摄到两头动物一起活动，并且它们融入了周边的大群江豚群体。动物背负信标出水形态正常，游泳速度与周边动物无差异。直至16天后，跟踪实验圆满结束。 22940分钟，100980次出水，这是第一次在野外环境下对长江江豚实行最长时间的安全跟踪！通过追踪，研究团队发现了江豚大量生活习性。 江豚能不能进行江湖迁移行为？迁移的时间和路线是怎样？迁移的规模有多大？等谜团被逐个解开。这为如何划定长江流域的保护区，禁渔区，在江豚迁徙季节的线路上，如何不打扰其生活规律，作出了重要贡献。 最终，在2018杭州云栖大会上，该项目获得了阿里云IoT极客创新挑战赛亚军。目前，阿里云在持续探索IoT技术在非洲大象，四川保护区等更多野生动物保护项目上的应用。 江豚保护项目获得2018年阿里云IoT极客创新挑战赛亚军 在今年9月结束的杭州云栖大会上，阿里云IoT发布了可以上天入地的“LoRa天空物联网”，可实现地面40000米高空到地下20米的覆盖，在海洋、森林等人类难以到达的场景有很好的应用，支持更多的野生动保护、森林保护等业务。阿里云IoT的Link WAN平台，支持LoRa的自由部署，让LoRa像WiFi一样，满足企业的各种物联网需求。 中科院刘晓康博士也表示，未来将利用LoRa技术在消防、儿童保护等领域进行持续的探索与应用。 Read more.
LoRa联盟迎来重要合作伙伴 与ICA联盟达成深度合作
10月25日，在日本举行的LoRa联盟大会上，由阿里云IoT发起的ICA联盟（IoT合作伙伴计划）与LoRa联盟正式签订框架合作协议，根据协议，双方将在物联网场景、技术需求以及市场推动等方面展开深入合作。 作为目前的主流物联网制式，LoRa技术因其具有的低功耗、长距离、开放组网等特性，受到越来越多全球企业的关注。双方此次达成深度合作，进一步预示着LoRa技术将在国内迎来快速发展。据了解，双方已经成功输出了中继的技术需求规范，将通过中继节点的部署来解决少量边缘节点无基站覆盖的问题，有效提高LoRa网络的覆盖范围。此外，双方还将在物流、智能城市等领域展开深入的市场研究以及推广工作。 ICA联盟是阿里巴巴集团于2017年6月联合IoT产业链合作伙伴共同建立的IoT事实标准联盟。目前成员超360家，涵盖各产业链及各垂直行业，ICA联盟依托阿里巴巴经济体丰富的商业场景，帮助合作伙伴便捷连接设备、低成本构建应用、快速复制解决方案，实现标准与产业紧密结合，推动IoT产业快速规模化发展。目前联盟设有数据、连接、低功耗广域网、测试、安全、边缘计算、AI应用标准组，与市场化导向的行业市场研究组、智能人居、智能城市、智能园区、智能制造、智能农业等工作组。持续促进联盟与会员企业之间的标准共建、市场共推、技术赋能、品牌赋值。 ICA联盟秘书长刘大鹏先生表示，LoRa联盟是LoRa产业链国际权威的标准组织，未来将为其贡献更多实践和需求、技术方案，携手制定相关国际标准，促进产业的标准生态建设。 LoRa联盟是目前低功耗广域物联网领域发展最快的技术联盟。由500多家成员公司组成的非营利性协会，致力于通过开发和推广LoRaWAN开放标准，实现大规模部署低功率广域网（LPWAN）物联网。成员受益于充满活力的贡献者生态系统，提供解决方案，产品和服务，创造新的和可持续的商业机会。 LoRa联盟的CEO Donna表示，ICA联盟是中国IoT产业非常重要的力量，也在发挥越来越大的国际影响力，双方将就技术、市场层面开展更加深入的合作，推进产业生态的成功。 Read more.
物联网技术领域的NB-IoT，已成为了当前社会的主流连接技术
第一届中国无线电大会在北京亮马河会议拉开序幕，当日大会的压轴戏是一场“IoT连接技术的发展”的圆桌会议，共有七位物联网届的大拿出席了本次圆桌会议，为大家带来一场有关“物联”的饕餮盛宴。 从左至右，依次是中国信息通信研究院科技委主任蒋林涛，中国电信物联网分公司副总经理朱明，中国移动通信研究院无线与终端技术研究所副所长肖善鹏，LoRa联盟代表、腾讯云AI平台&物联网总经理张文杰，Zigbee联盟中国成员组主席、Signify(原飞利浦）标准与法规部亚洲区总监宿为民、Sigfox大中华区总经理吴鸣和国际雾计算产学研联盟大中华区主任杨旸。 五位“推波助澜者”和一位“雾计算者” 圆桌会议伊始，主持人蒋林涛说，当前认为人与人之前的通信差不多到极致了，物联网“应运而生”，物联网的市场会越来越大，人们普遍认为物联网的未来是一片蓝海，而这个会议里的有五位是未来蓝海的“推波助澜”者，还有一位“雾计算”——未来蓝海的“加速者”。 此次会议主要围绕大家关心的话题展开讨论。物联网的低功耗问题、物联网的应用场景分析以及当前物联网目前的部署和应用等问题来讨论。此次会议让大家了解到了物联技术当前取得的一系列进步，物联网技术在我们生活中的应用以及物联网在当前遇到的一些问题。 物联网连接数越来越多，对应着的物联网的市场也越来越大，针对不同的应用，没有一家物联网技术是可以“通吃”的，这就有了各种物联网技术的“炫技”表演，展现自己的技术，而各种物联的技术的应用是为了构建万物互联的时代。 物联网技术领域的“大哥”——NB-IoT 在中国市场，电信阵营的大力支持，政策的倾斜，以及NB-IoT本身作为移动蜂窝网络具有广覆盖、可移动以及大连接等特性，能够带来更加丰富的应用场景，成为了当前的主流连接技术。 运营商在行业关注的NB-IoT深覆盖问题上表示，目前能保障地下一楼的覆盖，但在地下二楼的覆盖上有些困难，不过针对需要，可以对地下二层，建立“物联小站”，来保障物联网的深覆盖，由于成本过高，并不能普及。运营商表示，在未来继续改善NB-IoT在低功耗、成本、低时延和深覆盖中的问题，为大家带来更好的物联网体验。 “二弟”——LoRa 而最近一直大火的LoRa也引起了大家的注意。一直以来，LoRa技术便备受政企行业用户的青睐，不少政企行业用户因为业务特征，倾向于自主、可控的专用网络，而LoRa技术以及LoRaWAN规范因为灵活、低成本部署的优势，成为国内大量非运营商用户的优先选择。 而针对大家一直关心的LoRa芯片问题，LoRa联盟的代表张文杰表示，其实能生产LoRa芯片的企业并不是只有美国一家企业，在中国至少有一家企业可以生产这种芯片。 物联网技术“众小弟”的同台竞技 而发展较早的Zigbee技术，在智能抄表领域其实有着很深的造就，与NB-IoT的某些业务会有冲突，但Zigbee联盟的代表宿为民认为Zigbee的业务不仅仅是智能抄表，到2022年智能家居的市场价值达到540亿美元，而Zigbeede连接技术在智能家居市场上有很大的份额，Zigbee将继续推动开放标准，激发物联网创新。 作为低功耗物联网的代表——Sigfox，其实在国内并没有很深入的发展，因为频谱的限制等原因，Sigfox低功耗物联网并没有得到很好的利用。Sigfox的代表吴鸣认为，作为低功耗物联网物联网被认为是最有前景的通信技术，对于提高人力和能源管理的效率将起到重要的作用。有多中种不同的无线技术来解决智能设备和管理平台的不同连接需求。低功耗物联网技术的出现，都为整个物联网市场带来了创新的方案。他相信在未来，低功耗的物联网在国内一定会得到很好的利用。 作为雾计算的代表杨旸表示，雾计算作为边缘计算和云计算的补充，灵活分散的雾计算会不断成为物联网战略的重要技术，为物联网的发展“加速度”。 没有一种连接技术“通吃”的局面 会后，来自NB-IoT、LoRa、Zigbee和Sigfox等技术的各位代表示，在物联网市场，没有一种连接技术实现“通吃”，未来物联网的市场会越来越大，我们不是竞争者，针对不同的应用场景，对物联网技术有不同的需要，会携手合作构建开放生态共赢万物互联的时代。 Read more.
NB-IoT和LoRa各有优势，在产业应用上形成了两大阵营
伴随着物联网的持续升温，业界关于低功耗广域物联网（LPWAN）几种技术的发展前景一直争论不休，尤其是随着近期阿里发布天空物联网计划，关于NB-IoT和LoRa孰优孰劣的争论变得更为激烈。那么，我们应该如何看待两种技术的发展前景？ 从技术性能上看，NB-IoT和LoRa略有差别，可以满足不同应用场景的需求；从产业链角度看，两种技术在组网方式、频谱资源、芯片供应上各有优劣势；从产业发展角度看，NB-IoT有三大运营商强力推动，LoRa则有阿里、腾讯、广电、思科等力挺，两大阵营实力可谓不分伯仲。 正如在移动网络非常发达的今天，Wi-Fi网络仍然不可或缺；未来的物联网环境中，NB-IoT和LoRa将长期共存，而LoRa由于特殊的技术特性和产业特点，将会以类似于Wi-Fi的角色长期存在。 性能略有差别，应用场景不同 NB-IoT是由3GPP定义的物联网窄带射频技术，是一种低功耗、广覆盖、超远距离、超大连接量的蜂窝通信技术；LoRa是由美国Semtech公司推出的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案，是一种低带宽、远距离、低功耗、连接量多的物联网通信技术。 NB-IoT和LoRa都属于远距离传输技术，测试表明，在一般的空旷环境下，30dBm功率、433MHz频段的LoRa通信稳定距离可在5km以上；NB-IoT信号覆盖范围取决于其基站密度和链路预算，一般通信稳定距离可以达到15km。在速率方面，NB-IoT的速率小于100kbit/s，LoRa的则为0.3~50kbit/s。在成本方面，NB-IoT的模块成本为5~10美元，LoRa的模块成本为5美元左右。在终端电池方面，LoRa相比NB-IoT可以实现更长时间的电池续航。 相对于技术上的些许差异，NB-IoT和LoRa在频率使用上的差异更为重要。LoRa工作在1GHz以下的非授权频段，无需申请即可进行网络建设；而NB-IoT使用的是运营商的频段，属于授权频段。这一差异决定了NB-IoT主要依赖运营商的基础网络设施，网络是否可用取决于运营商；而LoRa则可以灵活独立建网，企业可以在任何需要的地方进行部署。 上述频谱的差异，也决定了用户使用NB-IoT需要付出额外的通信费用，另外部分企业会对数据通过运营商网络是否安全而心存顾虑。 可以说，NB-IoT和LoRa各有千秋，难分伯仲，两种技术具有不同的技术特性和商业特征，决定了在应用场景方面会有所不同。从目前应用领域来看，NB-IoT擅长于电表、金融POS、工业设备等对传输速率、通信频率、传输时延有较高要求的高质量业务；而LoRa则更擅长于农业、物流等低成本、定位精准的场景。两者虽然存在重合领域，但没有一个技术能满足所有场景，共生共存将是未来常态。 LoRa将如同Wi-Fi一般存在 NB-IoT和LoRa各有优势，在产业应用上形成了两大阵营。 在NB-IoT方面，截至今年7月底全球已有60张NB-IoT网络投入商用，其中我国三大运营商是主力。2018年9月，中国电信NB-IoT基站规模已超过40万座；今年6月，中国联通宣布建成超过33万个NB-IoT基站；中国移动也在致力打造NB-IoT高品质网络，计划年内实现全国乡镇以上区域连续覆盖。 在LoRa方面，由Semtech、IBM、思科为核心所组成的LoRa联盟是推动其发展的主力。目前LoRa联盟已有500多个成员，在100多个国家提供服务。 今年3月阿里正式宣布推出LoRa制式的物联网服务，让LoRa阵营实力大增。特别是近期在云栖大会上，阿里宣布启动“达尔文计划”，旨在通过包括平台、芯片和微基站在内的全链路生态服务，交付给企业一张自有可控的物联网，并且通过与广电运营商合作解决了频谱问题，从而全面推动广域物联网技术LoRa的覆盖与普及，让LoRa实力显著增强。 也正因为如此，业界对于两者优劣势的争论再次升级。其实，除了前述应用场景的不同外，阿里对于LoRa定位的认知也提供了另外一种思路。 阿里云IoT首席智联网科学家丁险峰表示，现在每个家庭都有Wi-Fi，将来每个企业都将有LoRa。阿里认为，在过去的通信网络时代，连接为人的需求而生，在网络覆盖不到、信号不好的时候，人可以移动以迁就网；但是在IoT时代，需要有专门为物体连接而建设的网络，匹配物体自己不会移动、不会换电池的特点，这就需要专门为物而打造的网络。这样的网络像家庭Wi-Fi一样易于部署、自主可控、覆盖良好，与移动大网形成了互补。 在通信行业发展历史上，从来都不曾出现一种技术满足所有需求的情况，物联网时代也是如此，NB-IoT和LoRa长期共存是必然，而LoRa则将如同Wi-Fi一般存在。 Read more.
LORA无线地磁检测器 无线地磁
LORA无线地磁M79-LORA采用多原理检测方式，实现车位占用情况的检测。信息的传递方式通过lora无线模块，直接传输到应用平台或数据服务器。产品采用专利自复位技术使产品的使用更加便捷，提高工作效率。Lora无线地磁防护等级IP68直径48mm可打孔直接埋在地表以下，不破坏道路的整洁。LORA无线地磁传感器距离远适合整个城市级集成，数据直接到大数据平台。 无线地磁 lora无线地磁 无线地磁检测器 地磁检测器 Read more.
瑞兴恒方发布搭载RT-Thread的新一代LoRa网关
在腾讯、阿里两大互联网巨头的加持下，LoraWAN在国内成为主流低功耗广域网络之一基本没有悬念，其良好发展前景被业界看好。网关是Lora网络中不可或缺的设备，可以实现多通道并行接收，大大增加网络容量。日前，瑞兴恒方网络（深圳）有限公司发布了一款面向基于LoRa技术的LPWAN网络部署的新一代物联网网关产品，RHF2S002。它兼顾高性能与低功耗，支持大容量节点接入，兼容全球标准LoRaWAN Class A/B/C协议。 该网关采用STM32F74x和STM32L05x双CPU设计架构，搭载RT-Thread物联网操作系统。主CPU为ARM32-bit Cortex-M7内核，主频高达216MHZ；同时集成一颗SX1301 LoRa基带处理芯片，可以支持8个multi-SF信道（SF12至SF7），1个single-SF信道和1个高速GFSK信道。输出功率最高可到24dBm，灵敏度则达到-142dBm@300bps。在特定发射周期和数据长度条件下，单一网关可以接入上万数量的节点。并实现了同频半双工与异频全双工的自动切换，异频全双工模式下能进一步提升网关的接入容量。 功能特性： 数据回传方式多样化 内部集成有高性能全网通4G模块及低功耗以太网芯片，方便用户灵活的选取数据回传方式。 配置接口方便易用 网关内部集成了低功耗的wifi模块，用户能通过wifi使用PC或手机对网关进行状态查询和功能配置。 供电方式灵活稳定可靠 网关内部配有3200mAh磷酸铁锂电池，能有效防止因意外断电引起的设备失效情况。设备配备工业级电源适配器，能抵抗±10KV级别的雷击浪涌冲击，并且内部集成有太阳能充电电路，可支持太阳能充电，并可外部扩展更大容量电池。 工业级防护安全省心 ±10KV的防雷击能力；IP65防尘防水等级；非常适合用于无线水表、电表、气表、热表数据采集等IOT低功耗广域网组网使用。 产品特点： LoRaWAN半/全双工通信模式； 上行支持8个并行Multi-SFLoRa信道，1个Single-SF LoRa信道，1个高速GFSK信道； 发射功率最高达24dBm，接收机灵敏度达到-142dBm@300bps； 支持LoRaWAN Class A/B/C协议； 支持阿里云等私有协议对接开发； 支持wifi接入上位机配置； 支持10/100M以太网口和全网通4G数据回传方式； 内部配备3200mAh磷酸铁锂电池； 支持太阳能充电； 支持外部扩展大容量电池； 支持外部DC供电； 支持定期唤醒模式； 应用领域： M2M，IOT物联网，低功耗广域网LPWAN； 无线传感器网络； 无线水表、电表、气表、热表数据采集； 工业4.0，工业设备监控； 无线远程监控； 智能家居，智慧楼宇，智慧社区，智慧城市； 无线报警和安防系统； 环境数据监控； 搭载RT-Thread物联网操作系统： RHF2S002 LoRa网关内部集成了诸多硬件外设,如核心的LoRa网关芯片、GPS模块、4G模块、Ethernet PHY、WIFI模组、按键、LED、电源管理系统。同时为了尽可能降低网关功耗，设计时采用双CPU设计方式。这样使得产品软件设计难度很大，传统的MCU裸机编程方式乃至仅使用单一实时系统内核的编程方式都无法保证满足产品开发周期的同时产出高质量低故障率产品的前期需求。因而，公司在产品最初设计时评估了FreeRTOS（ST官方库）、RIOT在内的几款MCU适用的实时操作系统内核后，最终在启动产品设计时采用了组件支持、开发文档等相应配套资源更为丰富的RT-Thread。在产品开发过程中，RT-Thread团队在产品低功耗设计以及文件系统设计等方面也给予了公司极大的支持。 网关产品中使用了如下RT-Thread组件： RT-Thread操作系统内核 Ethernet(LWIP) MQTT 4G模组 Wi-Fi 低功耗管理框架 其他MCU片上外设驱动，如串口、SPI等 RT-Thread在产品中的使用极大地简化了工程师的开发工作，工程师可以将经历放在集中解决产品业务逻辑以及功能需求的实现上面来，不必重新造每一个轮子，从而大大加速了项目开发进程，保证了产品品质，受益良多！ Read more.
LoRa面前谁都不能吃独食，在具体行业应用有它不可替代的作用
物联网(IoT)产品、无线连网以及移动技术应用环境的成熟，IDC与Gartner都预估，到2020年，全球IoT智能物联网产品总数将达250亿。很多ICT厂商多投入于非授权频段技术，而且押宝在不同的技术联盟，观望未来哪个技术成为主流。 在谈论LoRa技术优劣前，一定要先清楚技术产生的背景。本质上来说，LoRa技术是为了创建长距离通信链接的物理层无线调制方式。许多传统的无线系统使用物理层频移键控（FSK）调制，因为它是十分高效的低功耗方案。LoRa技术基于线性Chirp扩频调制，延续了移频键控调制的低功耗特性，但是大大增加了通信范围。Chirp扩频调制已经在军事和航天通信方面应用了几十年（很重要），因为它具有长距离传输，以及很好的抗干扰性，而LoRa则是它第一次用作商业用途。 基于大面积家庭的智能家居场景（比如100平米以上，三个房间带家具和水泥墙等等），zwave和zigbee都有明显距离短板，网关和终端的设计不好，很容易断线。相对来说，LORA的信号优势明显，IMIO创智云平台也在基于LORA推相关的智能家庭标准。看好LORA商用的发展。 LoRa为低功耗广域物联网技术，具有低功耗、远距离覆盖、低成本的特点；相比国内另一项技术NB而言，具有成本低、功耗低的特点，更适用于场景集中的，如居民抄表、企业传感采集等场景。例如由LoRa基站、LoRa通讯模组以及物联网管理平台构成的欣仰邦LoRa物联网通讯方案，已在不少水务公司应用比较广泛；而相比较终端密度分散的应用，比如共享单车这些，则需要大量建站，NB可能会更合适些。 LORA在某些具体行业还是有它不可替代的作用，比如说地震勘探行业。它需要长距离10km, 低功耗是因为用电池供电。另外它需要的传输速度不高30kbps就足够了。最主要的是它是自己的局域网络，保密性好。另外，可以把基站放在车，支持移动。它需要的是支持大量的终端节点1万到5万个。剩下的就是评估哪家的LORA 模块性能最好，从哪里可以买到可以信赖的gateway等。 运营商一直想要吃独食。Lora让很多急于在物联网方面转型的企业看到了希望。从技术的角度来说，Lora支持定位，更适合物联网应用；从商业的角度来说，lora的系统更open，大家都能玩。Lora更适合作私网，适合针对特定应用场景进行优化，加上其可以方便地进行功耗管理，所以往往成为电池供电传感器组网的首选。手握应用市场者，将会是最大赢家。 Read more.
为什么LoRa能迅速普及落地，在连接上有何特别之处？
物联网革命如火如荼，举目遥望，各种LPWAN技术山头林立、遍地插旗，都期待快速抢占桥头堡。 LoRa，作为最早商用的LPWAN技术之一，全球已有95个国家部署，联盟成员超过500家。在国内，阿里巴巴已宣告全面推动LoRa覆盖与普及，阿里云IoT与多个广电运营商合作，开始建设城市级LoRa全网覆盖。 不过，许多人对这项技术仍然云里雾里，对此，本文寄希望于从物联网的“应用”、“连接”和“安全”三大重点来说说LoRa独具优势的那些特征。 应用: 智慧城市、智慧社区快速普及 1、为什么LoRa能迅速普及落地？ 客户愿意买单 物联网叫得火热，可对于客户，哪些应用是刚需的？哪些是可有可无的？是雪中送炭，还是锦上添花？ 答案很简单，能帮助客户省钱的、赚钱的，能保障人身安全、提供社会便利、维护社会稳定的物联网应用，一定是雪中送炭的，而方便好玩的一定是锦上添花的。 案例一：普陀智联城市大脑。垃圾箱房满溢，家里煤气没关好，窨井盖没盖好，报警装置立即报告给相关部门；消防通道有车停放，超过5分钟地磁自动报警……在普陀区，41个物联网应用场景，9万个传感器遍布全区5.5平方公里，将数据采集至城市大脑进行实时分析和判断，生成处置流程，自动派单，整合公安、交警、城管、市场、市容、环卫等力量及时处置，让城市变得更有序、更安全和更干净。 案例二：智慧梦想小镇。在杭州余杭区的梦想小镇，基于阿里云IoT的Link WAN平台布设了LoRa网络来提供城市管理服务。在已交付的第一期项目中，LoRa技术在环境卫生，智慧停车，井盖监控等应用上为小镇管理者和居民提供便利的服务。 运营者能够赚钱 孤岛式的物联网应用能赚钱吗？估计要打一个大问号。对于运营商、应用提供商等，物联网连接规模越大，价值越大，这个道理自不待言。 案例三：上海东方明珠转型智慧城市服务商。采用LoRa技术承接了上海市六个区的智能化方案落地和运营，利用LoRa技术对城市消防、小区安全及城市孤寡老人进行全面感知，并通过事件联动相关部门加快处置流程，帮助城市政府提高工作效率，也帮助市民得到更加优质的服务。 对广电企业而言，LoRa是目前最合适的物联网技术。一方面，广电企业的频谱资源完全可以承载LoRa网络，而且LoRa低成本、产业成熟、部署方便的特点也完全满足广电企业切入各地数字城市建设的迫切需求。根据目前公开资料，北京歌华有线、东方明珠、华数传媒、四川广电网络已经与阿里云IoT联合宣布，在LoRa网络和物联网服务方面开展深度合作。双方将依托频谱资源、物联网全链路资源，快速、低成本地搭建物联网络。 2、LoRa具有成为企业级WiFi的独特价值 与其他LPWAN技术一样，LoRa具备广覆盖、大连接、低功耗、低成本等物联网特性，可广泛应用于多种场景。 与其他LPWAN技术不一样的是，LoRa的易部署、自主性与安全性。且经过国内外的多个商业落地，我们可以断言，LoRa更适合企业用户对自主性、快速性要求高，对连续覆盖、深度覆盖要求高的场景，如园区、工厂、厂矿、农场、物流集散地、综合体、人居社区等环境。 应用很关键，连接是基础，LoRa在连接上有何特别之处？ 连接: 适用于企业专网部署 说到连接，LoRa特别之处是其网络构架，该构架独辟蹊径，简单灵活，也调优了LPWAN共同具备的大连接、广覆盖、低功耗和低成本等特性。 如上图，LoRa网络构架由终端节点、网关、网络服务器和应用服务器四部分组成。 大多数的网络采用网状拓朴，这易于不断扩张网络规模，但缺点在于使用各种不相关的节点转发消息，路由迂回，增加了系统复杂性和总功耗。 但LoRa采用星状拓朴，网关星状连接终端节点，但终端节点并不绑定唯一网关，相反，终端节点的上行数据可发送给多个网关。 LoRa星状拓朴的好处有三： 1）结构简单，部署灵活 星装拓扑结构简单，网关选点、部署灵活，且时延低。由于无线系统非常复杂且依赖于环境，如果没有任何经验，部署网络时必然会遇到不少麻烦，花费大量时间和精力，因此简化集成、灵活的网络部署方式是发展趋势，这也是LoRa的设计初衷。 2）调优功耗、覆盖、容量等性能 星装拓扑可将智能化的、复杂的和耗电较高的工作交给网关/网络服务器来处理，来延长终端电池寿命；网关执行自适应数据速率，适应不同终端节点的速率和功率，从而获得最大的网络容量和最长的终端电池寿命；同时，相比于网状拓扑，星装拓扑减少了同步开销和跳数，可进一步降低功耗。 3）当终端节点处于移动状态时，无需网关间切换，这利于资产跟踪等物联网应用。 从网络构架看，LoRa除了与其他所有LPWAN技术一样具备广覆盖、低成本、低功耗、低速率、高安全等特性之外，还有一颗“小、快、灵”的梦想。它适用于企业专网部署，自己部署网关，覆盖几公里范围的园区，也考虑到了如同手机网络一样的大型公共网络部署。 技术：LoRa五大优势成全球企业通用物联网技术 一是广覆盖。LoRa单一网关的覆盖距离通常在3-5km的范围，在复杂的城市环境中可以超过传统蜂窝网络，空旷地域甚至高达15公里以上，在特定条件下100百公里的距离也能够成功。 二是低功耗，电池供电可以支撑数年甚至十多年。 三是高容量。GSM基站通常在小几千的连接，家用wifi 网关往往仅有20不到的终端连接能力，LoRa网关得益于终端无连接状态的特性，可提供超过两万以上的终端连接数量。 四是网络通信成本极低，同时支持窄带数据传输。 除了以上四点，本文重点聊一聊第五点：安全性。 “前瞻性安全设计”成技术亮点 如上图，LoRaWAN具有两个安全层：网络层安全和应用层安全，分别使用NwkSKey和APPSKey两个会话秘钥对所有网络数据流量进行加密保护。 •NwkSKey用于在终端和网络之间传输时加密MAC层有效负载，其用来计算信息完整性代码(MIC)值，以防止伪消息和验证终端节点，实现网络层安全。 •AppSKey用于在终端和应用服务器之间端到端加密应用负载，实现应用层安全，可确保网络运营商无法访问终端用户的应用数据。 LoRaWAN端到端的加密机制确保了只有持有密钥且被授权实体才能访问应用数据，防止了应用数据被窃听，保护了数据完整性和隐私。 此外，MAC还利用帧计数器（Frame Counter，FCNT）来确保不会重复收到一个已经收到的帧，此机制可以避免重放攻击。 NwkSKey和AppSKey是如何产生的呢？下面要说说LoRa终端的OTAA激活流程。 OTAA激活流程，也叫入网流程，该过程在发送实际数据之前生成每个设备的NwkSKey、DevAddr和AppSKey。 在理解该流程之前，再来了解一下一个根密钥AppKey，每一个LoRa终端具有一个唯一标识的128位AppKey， AppSKey 和NwkSKey由AppKey生成。 流程如下： 1）Join […] Read more.
阿里云的物联网愿景–未来让每家企业都采用LoRa技术
Semtech携手阿里云拓展LoRa技术在中国物联网领域的合作 高性能模拟和混合信号半导体产品及先进算法领先供应商Semtech Corporation(Nasdaq：SMTC)日前宣布：在不久前举办的2018杭州云栖大会上，Semtech与阿里云进一步拓展了双方在物联网(IoT)领域内的合作，并共同致力于推动让每一家企业都采用Semtech的LoRa?器件和无线射频技术(LoRa技术)。这次合作将为物联网解决方案的快速发展提供无线频谱保障和启动支持，可应用于中国的多个垂直市场和全新应用场景中，其中包括物流跟踪、空气质量监测、食品安全合规和烟感监测安全保障等场景。 阿里云推出了业界首架基于LoRa的充气飞艇，它能在从地下20米到40,000米高空的范围内连接传感器，展示了LoRa技术的远距离、简单和灵活的网络部署等多样化的功能。 “阿里云Arial天空物联网LoRa基站可在从地下20米到地面上40,000米的范围内实现连接。”阿里云物联网生态合作总监巍骛说道。“作为LoRa联盟(LoRa Alliance)的领头企业之一，在中国乃至全球，阿里云都在不断地推动LoRa技术的进步和普及；并为中国的重要行业提供了一整套低功耗、广域网解决方案，可支持智能表计、智慧城市、智能制造、智慧农业和其它领域。” 在云栖大会上阿里云用一段视频展示了一项新应用案例，该视频展现了一辆无人驾驶车在递送包裹时，具有实时位置跟踪和事件监测能力。这表明在不久的将来，中国的物联网产业将充分利用Semtech的LoRa技术具备的远距离、低功耗和简单灵活的组网能力，并开发创新性和独特性的应用场景，以实现对Wi-Fi、蓝牙和蜂窝技术的补充。 “Semtech与阿里云的合作将为中国物联网设备、网络和应用提供动力，”Semtech副总裁兼无线和传感产品业务部总经理Marc Pegulu说。“LoRa将成为低功耗局域网的赋能者，得益于LoRa简单、灵活、经过验证且易于部署的关键功能；我们与阿里云的合作使LoRa成为物联网行业的核心技术。目前中国出现了大量利用Semtech的LoRa技术的低功耗物联网应用场景，将把LoRa技术平台推广为事实物联网解决方案。随着阿里巴巴加强其中国物联网合作伙伴生态系统布局，我们预计阿里巴巴将成为行业领袖之一。” Read more.