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®技术赋能电力物联网,共建清洁低碳、安全高效的能源体系
从明确电网体制的改革方向,到大力发展以风能、光伏为代表的清洁可再生能源电力系统,我国电力行业正朝着构建清洁低碳、安全高效的能源体系发展。中央财经委员会第九次会议提出的“要构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统”等目标,也进一步为行业转型指明方向。   然而,由于我国电力产业转型相对较晚,社会生产需求庞大,在建设清洁低碳、安全高效的能源体系的过程中仍面临着较大的挑战。例如,在发电环节,传统煤电仍然占据能源结构的主体位置,需要提升能效,并大幅度提高可再生能源的比重;在电网侧,需要构建稳定高效的输配电系统和储能系统;在用电方面,则需加强微电网、智能充电桩等设施的建设,实现智慧用电管理。   数字化和物联网技术正在加速传统电厂的智能化转型,改善电源侧和用电侧的双向电力平衡调节,实现更高效的用能。LoRa® 技术拥有强穿透力、低功耗、远距离、易部署等特点,以及“自组、安全、可控”的应用优势,2021年在国内电网市场的应用取得了倍速增长。随着电力物联网的发展,LoRa也将为我国电力行业的数字化转型带来更多创新思路,将助力实现“碳达峰”和“碳中和”目标。   电力物联网:技术转型,电网整合   电力物联网涉及能源技术与物联网技术,通过把分布式安装的太阳能、水电、火力等发电设施结合起来,并同时纳入储能设备和用电设备,进行整合调控,从而减少弃风弃光等现象,提高电网的稳定性和可靠性。LoRa技术可广泛地适用于电力物联网,支持“发、输、变、配、用”五大电力环节,目前已有落地案例。   发电端:支持智慧电厂建设和可再生能清洁替代   发电端的升级转型主要体现在传统电厂的数字化改造,以及发展可再生能源来替代煤电两大方面。其中,传统电厂向智慧电厂转型的关键,在于通过数字化手段对各个发电环节进行升级,提高能源转化效率。以发电机组为例,通过基于LoRa的发电机组状态监测系统,电厂不但可以全方位监控发电机组的运营状态,还可以做到预防性维护,从而优化机组运行,提高机组运行效率,减少煤耗量。   在可再生能源替代方面,智慧风电站和智慧光伏电站在国内的布局可谓是“一日千里”。风电和光伏电站的部署,需要确保在广阔区域、设备种类数量多的环境下,实现高效、稳定的发电。LoRa技术远距离、低功耗、易部署的特点,可以支持风电站和光伏电站以低成本实现无线组网控制及数据采集,帮助运维企业提高系统效率。在风机和光伏设备运营状态监控方面,LoRa支持温度、振动、位移、风速、光伏板积灰度等多种传感器数据的收集和传输,提升设备可利用率。   输变电物联网:抗干扰,支持严苛环境   220千伏及以上的输电线路输送容量大,电磁干扰较强。得益于LoRa技术强大的抗干扰能力,国家电网有限公司选择将其纳入组网方案中,用于220千伏及以上的变电站以及架装线路的环境及设备状态监测;对一些低数据量、高频次传感器采用2.4G的LoRa网关接入,并对一些数据量比较大的传感器采用Sub 1G的LoRa网关接入。   在变电方面,若遭遇极端天气情况,变电设施可能会因水浸、雷击等影响而出现电压过载或短路的情况。LoRa技术能够支持将温度传感器和湿度传感器接入变电设备,有效实现风险预警,在第一时间将设备异常情况告知工作人员,确保设备的及时维护和电力资源的正常稳定运行。   智能配用电:微电网、充电桩全局部署   相关数据显示,我国配电变压器损耗占输配电损耗的40%~50%,而输配电损耗又占全国发电量的6.6%左右。为了弥补这些损耗,电力企业不得不选择消耗更多燃料以产出额外的电力,由此产生了“补偿性碳排放”问题。随着我国电网布局向着数字化发展,对于更智能、高效的配电解决方案的需求也日益增加。   实现智慧配电,首先需要采用物联网、云计算、大数据分析及人工智能等现代信息技术,对高低压配电柜、配电箱等电气设备实施智慧化监管。电力能源管理系统网络架构可以将变电所、云端和客户端三者互联,并通过3G、4G或者以太网网关来对数据进行传输,其中LoRa主要用于支持系统监测数据的收集。   得益于LoRa技术的低功耗、穿透性强等特点,基于LoRa或LoRaWAN® 的多功能电表、测温仪以及电气火灾监测装置,可安装于配电箱和配电房内,为电力企业提供有关配用电管理的数据支持,也帮助表计行业简化流程、降低运营成本。   此外,电力行业也在加强微电网和充电桩的建设。由于微电网在搭建过程中需要监测各层面的发电数据、用电数据以及储能数据,通过将基于LoRa的传感器接入微电网中,可对分布各地的能源系统实现远距离、精准监管。在充电桩部署方面,在信号接收不佳、公网组网不便的应用场景中,LoRa能够用于自组网的智能充电桩,支持区域数据汇集、用电量监测和有序充电控制等功能。   低碳化与数字化正成为电力行业未来发展的关键趋势。Semtech将持续推动LoRa生态圈的发展,从电源侧清洁替代,到提高终端用能设备的电气化率、赋能数字化转型,全面助力电力行业实现“双碳”目标。单的网关固件升级来启用新功能。 Read more.
基于LoRa无线传输技术的智慧农业物联网相关应用
基于LoRa技术广域物联技术,构建的整体通讯系统,适合应用于数量庞大、分布环境广泛复杂、低功耗场景下终端的数据采集和回传。 客户需求: 数据远距离传输; 智能终端的信息采集或控制; 无线通讯技术LoRa技术特点: LoRa 作为低功耗广域网(LPWAN)的一种长距离通信技术,近些年受到越来越多的关注。Cisco、IBM、Semtech、Microchip等正在积极推广LoRa技术。 LoRa的优势在于技术方面的长距离能力。LoRa技术在高性能、远距离、低功耗,支持大规模组网,测距和定位等方面突出的特点,使得“终端+网关”成为物联网大规模推广应用的一种理想的技术选择。 场景一:大棚种植 对于规模化的温室大棚种植而言,单靠人工管理需要大量人手,耗力费时,并且存在难以避免的人工误差。通过物联网系统,首先可释放管理者的很大一部分时间和精力,提高效率,同样的人工可管理数倍的大棚,精准化管理可提供农作物品质,增加收益。 通过智能化控制系统按照作物的需要精准的水肥供给,有效节约水肥的使用量,节约资源避免浪费,以及使用过量对土地造成的损害。同时,有助于节约能源,减少化肥污染,提升农产品品质,为农业节能减排、保护环境和发展低碳经济做出贡献,社会效益十分可观。 场景一:渔业养殖 整合现代渔业物联网、建设水产养殖的无线远程监测与控制、数学模型控制的生态养殖、B2B供应链的渔资商城、生态水产品的生鲜商城,“渔家慧”现代渔业服务平台及手机APP已正式运营。其研发生产的智能养殖水域监测终端,通过采集养殖水质(COD、PH、氨氮、溶解氧、余氯、浊度、悬浮物、叶绿素、蓝绿藻、离子)、水温、水位信息等数据,为平台提供基础分析数据,具有集中监控、远程操控、数据实时查询、数据异常报警、集中大屏显示等功能;   来源:智慧指间/百度 Read more.
海林助力黄浦商业新地标—博荟广场舒适节能运行
黄浦世博滨江区域位于上海中心城区,其沿江地带是目前可供大规模、高起点、成片规划开发的地区之一。 为实践“后世博”整体规划,该区域将被打造为“国际知名企业总部集聚区”“商务与绿色生态整合的世界级工作社区”及“具有国际影响力的低碳社区”。 博荟广场(ONE EAST)作为滨江区域新成员,坐拥黄浦江景,总占地面积55,590平米,包含三栋超过十万平米的独立甲级写字楼及一座精品购物中心。博荟广场One East作为一座集工作、购物、餐饮和娱乐为一体的商业综合体,成为上海黄浦商业新地标! 海林自控为博荟广场项目提供了一套节能、舒适、绿色和智能化的空调末端控制系统——无线LoRa温控器集控系统,包括系统软件及HL7031无线LoRa温控器、LoRa串口协议转换器及EG-03系列智能网关等产品。 空调系统是调节环境温度的主要系统,建立集中化管理平台实现对空调末端的控制,能够有效提高环境舒适度,降低运行能耗。 海林末端温控器集控系统集自动化控制技术、计算机网络技术于一体,可同时集中或独立对多台末端设备的启停、水阀的开闭及温度设置进行控制。系统有三中集控方式:RS-485 有线方式、LoRa 无线方式、Wi-Fi 无线方式。 在软件平台的操作界面上可以直观地观察到每台末端的运行状态、故障状态等,并对这些末端设备进行监控,达到统一管理、集中控制的效果,适用于商业楼宇、医院、酒店、住宅、场馆等建筑楼宇,同时可与其它楼宇自控系统相集成。 海林无线LoRa温控器集控系统架构设计 SYSTEM ARCHITECTURE 海林无线LoRa温控器集控系统采用三层架构的模式,完美适用于各类楼宇建筑的末端管理需求。 第一层:执行层 采用海林 LoRa 无线温控器,通过 LoRa 无线通讯方式连接到 LoRa 无线转换器,再通过 RS-485 的方式连接到 EG 系列网关。 第二层 通讯管理层 采用海林 EG 系列智能网关,通过 RS-485的通讯方式连接设备后,通过 TCP/IP 或4G(可选)连接平台层。向上协议支持MQTT、Modbus TCP、Bacnet IP 等协议。 第三层 软件平台层 采用 HAI 平台与智能网关连接,实现软件平台集控功能。 主要功能 实时监控:通过单元式智能控制器通讯接口,实时监控空调的运行状态参数,并可远程设置与开关空调。 远程控制:配合相应的软硬件,可以通过工作站对设备进行远程控制,实现设备管理的自动化、合理化。 历史存储:各类参数可作为历史记录存储在数据库中,以供后期查询、分析、统计。 启停操作:系统可以根据设置提供准确的实时启/停次序,亦可以根据用户需要全部启动或停止所有设备。 区域管理:系统根据用户需要可设置监控点区域,分区管理,提高系统效率。 海林自控专注行业23年,在暖通自控领域已经积累丰富经验、获得优秀口碑。海林自控具有强大的技术创新、研发及制造能力,拥有楼宇自控领域齐全的产品线,可以根据不同行业不同类型建筑的需求和应用场景,提供优的解决方案。 Read more.
RS485/电力载波/NB/LoRa/ZigBee等智能灯控制器对比分析
智能照明是智慧灯杆的重要组成部份。智能照明系统由佰马智慧杆软件平台、无线或有线数据通信系统、分布在全市各路段的单灯/双灯控制器组成。 要实现智能照明控制,就需要单灯或双灯控制器。灯控器采用先进的物联网技术,对每个智慧灯杆、每盏灯进行实现远程开关、远程调光、故障报警、远程实时动态管理等功能,让每一盏灯进行时刻控制,光照度控制,经纬度控制,或者根据车流量和人流量控制等,达到城市道路照明自动化控制、精细化管理、节能减排的目的。 国内灯控器系统组网方式包括有线与无线两大类。灯控器产品线包括:RS485灯控器、宽带电力载波灯控器、CAT1灯控器、NB-IoT灯控器、LoRa灯控器、ZigBee灯控器等。 佰马科技具有丰富的灯控产品线,为了协助用户科学选型,本文通过对智能灯控器进行多维度比较,包括:智能灯控器的通信介质、通信频率、组网方式、传输延迟、传输速率、网络行节点规模、通信可靠性、施式便利性、产品可靠性、部署成本、运维难度等,用户可据应用场景,关键需求适配最适合的灯控器。 Read more.
物联网关键技术中的通信组网技术
一、LoRa 业界预测到2020年物联网无线节点达到500亿个,由于耗电和成本等方面的问题,无线节点中只有不到10%的使用GSM技术。尽管电信运营商具有建设和管理这样一个大规模网络的最突出的优势,但是需要一个远距离、大容量的系统以巩固在依靠电池供电的无线终端细分市场——无线传感网、智能城市、智能电网、智慧农业、智能家居、安防设备和工业控制等方面的地位。对于物联网来说,只有使用一种广泛的技术,才可能使得电池供电的无线节点数量达到预计的规模。LoRa作为低功耗广域网(LPWAN)的一种长距离通信技术,近些年受到越来越多的关注。 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中考虑方式,为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、节点容量大的系统,进而扩展传感网络。目前,LoRa主要在全球免费频段运行,包括433MHz、868MHz、915MHz等。 LoRa技术具有远距离、窄带低功耗(电池寿命长)、多节点、低成本的特性,适合各种政府网、专网、专业网、个人网等各种应用灵活部署。 LoRa网络主要由终端(可内置LoRa模块)、网关(基站)、网络服务器以及应用服务器四部分组成,如图10所示。应用数据可双向传输。 LoRa网络体系架构 传输速率、工作频段和网络拓扑结构是影响传感网络特性的三个主要参数。传输速率的选择将影响电池寿命;工作频段的选择要折中考虑频段和系统的设计目标;而在FSK系统中,网络拓扑结构的选择将影响传输距离和系统需要的节点数目。LoRa融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码技术,性能较好。 前向纠错编码技术是给待传输数据序列中增加了一些冗余信息,这样,数据传输进程中注入的错误码元在接收端就会被及时纠正。这一技术减少了以往创建“自修复”数据包来重发的需求,且在解决由多径衰落引发的突发性误码中表现良好。一旦数据包分组建立起来且注入前向纠错编码以保障可靠性,这些数据包将被送到数字扩频调制器中。这一调制器将分组数据包中每一比特馈入一个“扩展器”中,将每一比特时间划分为众多码片。LoRa抗噪声能力强。 LoRa调制解调器经配置后,可划分的范围为64~4096码片/比特,最高可使用4096码片/比特中的最高扩频因子。相对而言,ZigBee仅能划分的范围为10~12码片/比特。通过使用高扩频因子,LoRa技术可将小容量数据通过大范围的无线电频谱传输出去。扩频因子越高,越多数据可从噪声中提取出来。在一个运转良好的GFSK接收端,8dB的最小信噪比(SNR)若要可靠地解调出信号,采用配置AngelBlocks的方式,LoRa解调一个信号所需信噪比为一20dB,GFSK方式与这一结果差距为28dB,这相当于范围和距离扩大了很多。在户外环境下,6dB的差距就可以实现2倍于原来的传输距离。 物联网采用LoRa技术,才能够以低发射功率获得更广的传输范围和距离,而这种低功耗广域技术方向正是未来降低物联网建设成本,实现万物互联所必需的。 二、5G 5G即第五代移动通信标准。在移动通信领域,新的技术每十年就会出现一代,传输速率也不断提升。第一代是模拟技术。第二代实现了数字化语音通信,如GSM、CDMA。第三代3G技术以多媒体通信为特征,标准有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA等。第四代4G技术,标志着无线宽带时代的到来,其通信速率也得到了大大提升。5G是新一代信息通信方向,5G实现了从移动互联网向物联网的拓展。由于5G的到来,未来增强现实、虚拟现实、在线游戏和云桌面等设备上的传输速率将会得到极速提升。从性能角度来说,5G目标是接近零时延、海量的设备连接,为用户提供的体验也将会更高。 5G网络将开启新的频带资源,使用毫米波(26.5~300GHz)以提升速率。之前的毫米波仅在卫星和雷达系统上应用;5G网络基站是大量小型基站,功耗比现在大型基站低,从布局上来看,基站的天线规模大增,形成阵列,从而提升了移动网络容量,发送更多的信息;5G采用网络功能虚拟化(NFV)和软件定义网络(SDN),第一次真正将智慧云和云端处理的有价值的信息传输到智能设备端。届时,手机和计算机的应用水平将借力云端获得更强大的处理能力,而不再局限于设备本身的配置。 2017年5月在杭州举办的国际移动通信标准组织3GPP专业会议上,3GPP正式确认5G核心网采用中国移动牵头并联合26家公司提出的SBA架构(Service-based architecture,基于服务的网络架构)作为统一的基础架构。这意味着5G借力云端获得了更强大的处理能力,5G网络真正走向了开放化、服务化、软件化方向,将有利于实现5G与垂直行业融合。基于服务的网络架构借鉴IT领域的“微服务”设计理念,将网络功能定义为多个相对独立可被灵活调用的服务模块。以此为基础,运营商可以按照业务需求进行灵活定制组网。 顶层设计、无线网设计、核心网设计等是5G整体系统的设计,其中顶层设计和核心网设计是系统架构的主要进行的标准项目,对5G系统架构、功能、接口关系、流程、漫游、与现有网络共存关系等进行标准化。 芯片商、通信设备商以及电信运营商为了抢占5G话语权,都开始布局5G技术。3GPP对5G定位是高性能、低延迟与高容量,主要体现在毫米波、小基站、Massive MIMO、全双工和波束成形这五大技术上。 1.毫米波 频谱资源随着无线网络设备的数量的增加,其稀缺的问题日渐突出,目前采用的措施是在狭窄的频谱上共享有限的带宽,对用户的体验不佳。提高无线传输速率方法有增加频谱利用率和增加频谱带宽两种方法。5G使用毫米波(26.5~300GHz)增加频谱带宽,提升了速率,其中28GHz频段其可用频谱带宽为1GHz,60GHz频段每个信道的可用信号带宽则为2GHz。5G开启了新的频带资源。之前,毫米波仅用在卫星和雷达系统上,毫米波最大的缺点就是穿透力差,为了让毫米波频段下的5G通信在高楼林立的环境下传输采用小基站解决这一问题。 2.小基站 毫米波具有穿透力差、在空气中的衰减大、频率高、波长短、绕射能力差等特点,由于波长短,其天线尺寸小,这是部署小基站的基础。未来5G移动通信将采用大量的小型基站来覆盖各个角落。小基站的体积小,功耗低,部署密度高。 3.MIMO技术 5G基站拥有大量采用MassiveMIMO技术的天线。4G基站有十几根天线,5G基站可以支持上百根天线,这些天线通过MassiveMIMO技术形成大规模天线阵列,基站可以同时发送和接收更多用户的信号,从而将移动网络的容量提升数十倍。MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)即多输入多输出,这种技术已经在一些4G基站上得到了应用。传统系统使用时域或频域为不同用户之间实现资源共享,Massive MIMO导入了空间域(spatial domain)的途径,开启了无线通信的新方向,在基地台采用大量的天线并进行同步处理,同时在频谱效益与能源效率方面取得几十倍的增益。 4.波束成形 基于Massive MIMO的天线阵列集成了大量天线,通过给这些天线发送不同相位的信号,这些天线发射的电磁波在空间互相干涉叠加,形成一个空间上较窄的波束,这样有限的能量都集中在特定方向上进行传输,不仅传输距离更远,而且还避免信号的相互干扰,这种将无线信号(电磁波)按特定方向传播的技术叫作波束成形(beamforming)或波束赋形。波束成形技术不仅可以提升频谱利用率,而且通过多个天线可以发送更多的信息;还可以通过信号处理算法来计算出信号的传输的最佳路径,确定移动终端的位置。 5.全双工技术 全双工技术是指设备使用相同的时间、相同的频率资源同时发射和接收信号,即通信上、下行可以在相同时间使用相同的频率,在同一信道上同时接收和发送信号,对频谱效率是很大的提升。 从1G到2G,移动通信技术实现了从模拟到数字的转变,在语音业务基础上,增加了支持低速数据业务。从2G到3G,数据传输能力得到显著提升,峰值速率最高可达数十Mb/s,完全可以支持视频电话等移动多媒体业务。4G比3G又提升了一个数量级的传输能力,峰值速率可达100Mb/s~lGb/s。5G采用全新的网络架构,提供峰值10Gb/s以上的带宽,用户体验速率可稳定在1~2Gb/s。5G还具备低延迟和超高密度连接两个优势。低延时,意味着不仅上行、下行传输速率会更快,等待数据传输开始的响应时间也会大幅缩短。超高密度连接,解决人员密集、流量需求大区域的用户需求,让用户在这种环境下也能享受到高速网络。5G支持虚拟现实等业务体验,连接数密度可达100万个/km2,有效支持海量物联网设备接入;流量密度可达10(Mb/s)/m2,支持未来千倍以上移动业务流量增长。 移动通信不但要满足日常的语音与短信业务,而且要提供强大的数据接入服务。5G技术的发展可以给客户带来高速度、高兼容性。5G支持的典型高速率、低时延业务有以下两种: (1)虚拟现实(VR)增强现实(AR)0消费者在体验VR业务时会感到眩晕,眩晕在一定程度上是因为时延导致的,5G时延极短,所以会减轻由时延带来的眩晕感,可以解决VR业务眩晕感。 (2)无人驾驶。5G的低延时对无人驾驶非常重要。5G具有更低的时延决定了驾驶系统能在更短的时间内对突发情况做出快速反应。例如,车速达到120km/h时,前后车的动作只有15ms的时差,需要在这15ms内做出足够快的响应(传感器监测环境传输数据,控制器接收数据进行计算,执行器开始执行),5G的时延是1ms,几乎接近实时反应。 三、NB-loT NB-IoT(Narrow BandInternet of Things)是loT领域基于蜂窝的窄带物联网的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,是一种低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT只需要180kHz的频段,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络中。特点是覆盖广、速率低、成本低、连接数量多、功耗低等。由于NB-IoT使用的授权License频段,因此可以采取带内、保护带或独立载波这三种部署方式。 1.NB-IoT技术特点 1)多链接 在同一基站的情况下,NB-IoT能提供50~100倍的2G/3G/4G的接入数。一个扇区能够支持10万个连接,支持延时不敏感业务、设备成本低、设备功耗低等优势。如目前运营商给家庭中每个路由器仅开放8-16个接入口,一个家庭中通常有多笔记本、手机、联网电器等,未来实现全屋智能、安装有上百种传感器的智能设备都联网就需要新的技术方案,NB-IoT多连接可以轻松解决未来智慧家庭中大量设备联网需求。 2)广覆盖 NB-IoT比LTE提升20dB增益的室内覆盖能力,相当于提升了100倍覆盖区域能力。如可以满足农村的广覆盖、地下车库、厂区、井盖等深度覆盖需求。如井盖监测,GPRS的方式需要伸出一根天线,来往车辆极易损坏,采用NB-IoT可以轻松解决这个问题。 3)低功耗 物联网得以广泛应用的一项重要指标是低功耗,尤其是一些如安置于高山荒野偏远地区等场合中的各类传感监测设备,经常更换电池或充电是不现实的,不更换电池的情况下工作几年是最基本的需求。NB-IoT聚焦小数据量、小速率的应用,因此NB-IoT设备功耗小,设备续航时间可达到几年。 4)低成本 NB-IoT利用运营商已有的网络无须重新建网,射频和天线基本上都是复用,如运营商现有频带中空出一部分2G频段,就可以直接进行LTE和NB-IoT的同时部署。 NB-IoT模组目前看仍然有点昂贵,另外物联网的很多场景无须更换NB-IoT,仅需近场通信或者通过有线方式便可完成。 NB-IoT±行采用SC-FDMA,下行采用OFDMA,支持半双工,具有单独的同步信号。其设备消耗的能量与数据量或速率有关,单位时间内发出数据包的大小决定了功耗的大小。NB-IoT可以让设备时时在线,通过减少不必要的信令达到省电目的。 2.NB-loT的网络结构 1)核心网 蜂窝物联网(CIoT)在EPS(Evolved […] Read more.
「应用案例」LoRa通信技术
什么是LoRa LoRa(Long Range) 是 Semtech 在2012年开发出来的一款适合物联网使用的射频IC、其设计理念为低功耗、长距离、低成本、网路简单、易于扩展。 在一般的通信中、通信的距离与功耗成正比、传输距离越远、功耗越高,而LoRa可以实现远距离的低功耗通信,即高穿透性。 LoRa是基于展频跳变技术发展的,因此其频率偏移及容错空间相比同类IC要高得多,同时其灵敏度也更高。 LoRaWAN 网路模型 LoRaWAN 是基于LoRa芯片的通信协议。 LoRaWAN的网络模型如下: LoRaWAN 的网络模型主要由节点、集中器/网关、网络服务器以及应用服务器组成。节点将感测器的数据通过LoRa发送到集中器/网关;再由集中器/网关通过网络发送到网络服务器;网络服务器对接收到的数据进行解包以确定数据来源;之后网络服务器再将数据传输到对应的应用服务器。 LoRaWAN的网络模型 1.节点 节点可以是各种设备,如烟雾传感器、水表、气表、宠物等。节点通过LoRa通信技术与网关通信,节点可以连接一个或多个网关,其与网关的通信是双向。 2.集中器/网关 网关在整个网络结构中起到透明传输的作用,将节点的数据信息收集,再通过网络发送到网络服务器,因此网关也被称为集中器。网关与服务器之间通过4G/以太网等方式使用TCP/IP 通信。 3.网络服务器 网络服务器是这个结构中的中枢,负责数据处理,并将处理的数据传输至应用服务器。 4.应用服务器 应用服务器由用户自行搭建,数据来源于网络服务器,用来收集各处理数据。 LoRa节点分类 LoRa节点分类 LoRa应用案例 致力保护野生动物、智能公园方案。 2017年在坦桑尼亚的姆科马齐国家公园、Smark Park团队做了关于野生动物保护的智能公园解决方案。是LoRaWAN物联网智能公园解决方案的一部分,该解决方案已在非洲的几个国家公园推出。犀牛追踪器显示动物在保护区内的位置,为公园的安全人员提供更好的可操作情报。 使用LoRaWAN网络节省成本,节能和长距离连接。将小型传感器直接植入犀牛的角中。智能公园跟踪器每小时更新犀牛的位置几次,详细数据的增加从网络内的传感器传输到观测室,跟踪的项目显示在数字地图上。 公园管理部门使用的其他智能公园应用是通过安装在大门上的基于太阳能LoRaWAN的传感器和安装在车辆上的太阳能跟踪器来监控大门的打开/关闭,以跟踪高风险地区人员和游客的下落。 护林员可以在白天和黑夜的最佳位置与接近的偷猎者相遇。这些信息也为犀牛行为的研究提供了有价值的数据。 来源:亿佰特物联网专家/百度 Read more.
LoRa远传水表是否会被NB-IOT远传水表代替!
随着水表智能核心技术的发展,一代又一代的水或被淘汰,或者升级,过去LORA远传水表被看好,如今被NB-IOT远传水表超越,NB-IOT远传水表以其传输距离远、功耗低、覆盖广、使用寿命长、防水性能强、抗干扰强、运行稳定等优势虏获供水企业的芳心,尤其是它的数字化管理模式更是获得了无数粉丝的青睐。为什么之前那么火爆的LORA远传水表不被看好呢? LoRa远传水表 这是因为LORA远传水表采用的网络存在致命缺陷:安全性能差,不满足大规模商用需求。LoRa技术在诞生之初,便选择了非授权频段,这虽然有利于LoRa网络的大规模推广,但是却为未来的网络安全埋下隐患。另一种攻击方式是“恶意拥塞”。攻击者使用LoRa设备,在125kHz带宽,发送最大长度preamble(前导码),那么该通道将被恶意占用。只要攻击者遵守duty cycle和发射功率,这种攻击是“合法的”。 NB-IOT远传水表 相对而言,NB-IoT使用了授权频段,有三种部署方式:独立部署、保护带部署、带内部署。全球主流的频段是800MHz和900MHz。NB-IoT是基于授权频段的通信,可以有效减少拥塞现象,而且减少被攻击的概率,安全性能好。国内三大运营商可为NB-IoT提供电信级保障,安全性、可靠性有保障。 所以说LORA远传水表将逐步淘汰,NB-IOT远传水表上位,建立了网络化的用水数据汇总和统计,减轻运管人员的汇总计算、统计分析的工作量,提高企业运行监管工作效率,提升企业整体信息化管理水平。   来源:深圳亿玛信诺科技/百度 Read more.
【专利解密】梦芯科技RTK数据传输方法,提高定位准确度
集微网消息,梦芯科技自主研发的北斗芯片在全国的共享单车上的应用超百万辆,其北斗高精度定位技术是在小型化低功耗芯片架构基础上集成RTK高精度算法,实现厘米级定位精度。 目前高精度差分定位系统由参考站,流动站两部分组成。参考站和流动站都包含数据链路。参考站的精确坐标要求已知,其接收机负责估算每颗卫星的测距误差并对其生成差分校正值。然后参考站负责把差分校正值或者原始观测数据通过合适的数据链路发送给流动站处的用户接收机。而用户接收机会结合收到的差分校正值和自身的观测数据计算出精度级别更高的定位结果。然而目前数据链路部分通常采用4G/NB-IOT技术,但是有些偏远地方没有4G/NB-IOT覆盖。这就限制了高精度差分定位的应用。 为此,梦芯科技于2021年2月8日申请了一项名为“一种基于LoRa和LDPC结合的RTK数据传输方法、系统及存储介质”的发明专利(申请号: 202110183600.6),申请人为武汉梦芯科技有限公司。 图1 基于LoRa和LDPC结合的RTK数据传输方法流程图 图1为本发明一种基于LoRa和LDPC结合的RTK数据传输方法的流程图,包括以下步骤,首先将RTK数据进行LDPC编码,得到LDPC编码码字(S1);然后将所述LDPC编码码字进行交织,并将交织后的所述LDPC编码码字进行汉明编码,得到汉明编码码字(S2);再将所述汉明编码码字通过LoRa数据链路进行传输(S3);之后接收所述汉明编码码字,并对所述汉明编码码字进行汉明译码,得到汉明译码码字(S4);最后对所述汉明译码码字进行解交织,并将解交织后的所述汉明译码码字进行LDPC译码,得到所述RTK数据(S5)。 图2 基于LoRa和LDPC结合的RTK数据传输系统结构框图 图2为基于LoRa和LDPC结合的RTK数据传输系统的结构框图,包括参考站和流动站;参考站内有依次连接的参考站GNSS接收机、LDPC编码器、交织器和参考站LoRa RF;流动站内有依次连接的流动站GNSS接收机、LDPC译码器、解交织器和流动站LoRa RF;参考站LoRa RF与流动站LoRa RF通信连接;参考站GNSS接收机接收卫星的RTK数据;LDPC编码器将RTK数据进行LDPC编码,得到LDPC编码码字;交织器将LDPC编码码字进行交织;参考站LoRa RF将交织后的LDPC编码码字进行汉明编码,得到汉明编码码字,并将汉明编码码字通过LoRa数据链路进行传输;流动站LoRa RF接收从参考站LoRa RF传输过来的汉明编码码字,并对汉明编码码字进行汉明译码,得到汉明译码码字;解交织器对汉明译码码字进行解交织;LDPC译码器将解交织后的汉明译码码字进行LDPC译码,得到RTK数据;流动站GNSS接收机接收LDPC译码器译码所得的RTK数据。 简而言之,梦芯科技的RTK数据传输方法专利,通过将LoRa广播通信和LDPC编译码相结合,能较好的降低多径带来的误差和运动产生的多普勒效应影响,提高LoRa传输距离,解决偏远地方无网络覆盖不能使用RTK高精度定位系统的问题。 梦芯科技是一家专业从事导航定位芯片设计的高新技术企业,致力于为各类智能终端产品提供核心元器件,为物联网领域的位置服务提供差异化的完整解决方案。未来梦芯科技将成为万物互联时代精准时空信息技术的全球领先者。 Read more.
LoRa® 集成LR-FHSS功能,支持卫星通讯与密集部署
据估计,地面网络连接仅覆盖了全球约10%的地表面积,世界上仍有许多地方没有运营商网络信号覆盖,也无法建立基站。而卫星物联网通过在物联网设备与卫星之间实现直接通信,有助于填补上述连接空白。LoRa® 凭借远距离的优势,在创立之初就受到卫星通讯领域的关注,在国内外都已有相关卫星通信应用落地。 此前,LoRa Alliance®(LoRa联盟)宣布LoRaWAN® 协议支持LR-FHSS(长距离-跳频扩频,Long Range – Frequency Hopping Spread Spectrum)功能。目前Semtech的LoRa 芯片已经支持LR-FHSS,通过LoRa芯片与网关的软件升级,可以显著提升网络容量和抗干扰能力,实现从传感器到卫星的低功耗、可靠的直接通信。 在卫星通讯方面,LoRa技术已经被应用于畜牧业、环境管理、森林防火以及航运等领域。Semtech 的LoRa平台增加对LR-FHSS的支持后,不仅有助于其为偏远地区提供具有更高性价比、无处不在的连接服务,更标志其向在人口稠密地区实现大规模物联网部署迈出了重要一步,将进一步推动LoRa的全球部署以及面向智慧工业、智慧园区等领域的应用创新。 LR-FHSS的两大主要特点:超大容量接入、超强抗干扰 LR-FHSS通过ISM频段和专用频段,能够支持数以百万计的终端节点,为物联网服务提供更高的可靠性,并且它显著提高了网络容量,可以解决之前一直制约LoRaWAN发展的信道拥塞问题。此外,LR-FHSS还具有高抗干扰性,可通过提高频谱效率来缓解数据包冲突,并拥有上行链路跳频调制能力。 在运行过程中,LR-FHSS将终端节点发送的每个数据包分解成小块(每块大约 50 毫秒长),并在定义的频率带宽(包括 137kHz、336kHz 和 1.523MHz,取决于地区)上随机扩散。此外,LR-FHSS 在不同频率上使用冗余物理接头,进一步提高对带内干扰源的调制稳健性。 集成LR-FHSS,推动LoRa应用拓展 在过去的二十多年里,Wi-Fi 通过扩展可用频段(2.4GHz、5GHz 和6GHz)和通道带宽(20MHz、40MHz、80MHz 和 160MHz),获得了指数式增长。与之类似,LR-FHSS 也将在全球范围内推动 LoRa部署的发展。 LoRa凭借生态完整、远距离、抗干扰、低功耗、整体成本低(不需要额外开发硬件,自身具备卫星通讯能力)等特点,在卫星通信领域具有“天然优势”。集成LR-FHSS之后,LoRa不仅可以拓展网络容量,也将更好地支持严苛的无线电应用环境(室内深处),并且在部分地区提供增加地面连接覆盖的可能性,从而进一步拓展应用空间。 1.支持卫星物联网服务 LR-FHSS让卫星能够连接到全球的广大偏远地区,支持无网络覆盖区域的定位和数据传输需求。相关LoRa用例包括野生动物的追踪、海上船只集装箱定位、牧场牲畜定位、提高农作物产量的智能农业解决方案、以及用于提高供应链效率的全球分销资产跟踪等。 例如,Semtech已于2021年宣布携手EchoStar Mobile测试集成LoRaWAN协议的卫星物联网连接服务。EchoStar Mobile是一家移动卫星服务提供商,通过融合卫星和地面网络在全欧洲提供连接服务。基于LoRa的卫星服务为市场提供更低的价格,在物流、资产追踪、运输、公用事业、农业和海事等行业将迎来发展机遇。 2.拓展网络容量,支持更频繁的数据交换 物流及资产追踪、智慧楼宇及园区、智能家居、智慧社区等一系列基于LoRa的新兴用例正在不断涌现。由于这些应用场景发出的信号越来越长、信号交换越来越频繁,空中的 LoRa 调制信号量预计将显著增加。 LR-FHSS 可以扩展网络容量并增强稳健性,并且无需更换现有的网络基础设施。新的LR-FHSS速率将同时支持在高功率和低速率下的有效载荷,使得最低数据速率的终端节点拥有了更大的信道容量。 随着容量的增加,户外或室内LoRaWAN网络也可以增加更多的终端节点,并支持数据交换频繁的设备,如工业传感器这样数据传输频繁的设备。换言之,LR-FHSS大容量的优势,可以突破之前一直制约LoRaWAN发展的信道拥塞问题,支持在智慧工业和智慧园区等大容量场景中,开拓新的应用和方案。 3.增强室内深度覆盖 除了拓展网络容量之外,LR-FHSS 支持在同一网络基础设施中实现更深的室内终端节点,从而提高了大型物联网项目的可扩展性。例如,LoRa 是全球智能电表市场的首选技术,而增强的室内深度覆盖将进一步巩固其地位。 智慧城市已成为全球趋势,LoRa平台集成 LR-FHSS之后,将为物联网解决方案带来更为卓越的覆盖范围和性能,共建一个更智能、更安全、更可持续的世界。 Semtech 的LoRa SX1261、SX1262 收发器和 LoRa EdgeTM […] Read more.
Helium与Techtenna达成漫游合作
Techtenna的总部位于荷兰,是一家高密度LoRaWAN网络运营商,保证各种使用场景的网络连接,简化端对端物联网解决方案。在Helium区块链的支持下,使用Techtenna网络服务的LoRaWAN兼容设备,现在能利用已在欧洲及全球拥有大规模网络覆盖的Helium网络,进行漫游活动。 Techtenna计划在2023年前,在智能水表、智慧城市、森林保护和智能农业等领域,与其顾客共同部署超过200万台设备。Techtenna通过与Helium建立漫游合作关系,其客户可以利用漫游扩展的网络连接,拓宽新的全球市场;同时,漫游合作伙伴关系的建立,有助于吸引荷兰及欧洲其他地区新客户的加入、激励新应用的开发,从而推动Helium网络的使用。 与Helium网络达成漫游合作,进一步加速Techtenna进入新市场。现在,在我们进军一个新的地区时,我们可以通过与Helium网络漫游,立即将设备连接到我们的LoRa网络服务器上,让客户获益于更可靠的设备连接。 ——Marco Sprenkels Techtenna联合创始人 使用场景 Techtenna提供网络连接,能够让各种各样的使用场景得以实现,可以让Techtenna漫游服务区域内的网关所有者对他们的社区乃至地球产生切实的、积极的影响。这些影响包括: Techtenna与Brabant Water合作,在荷兰布雷达市部署了300个水表进行试点试验。通过这一部署活动,估计每年为布雷达市节省400万升水,而此前这400万升水都因渗漏浪费。通过利用Techtenna的LoRaWAN网络,Brabant Water能够实时了解水的使用情况,而无需人为读表,进而实现节水,为可持续发展目标作出贡献。 Techtenna与Geosparc合作,在比利时安特卫普部署了3000个停车传感器,帮助该市实时监测车位占用情况。 Techtenna与Landstad de Baronie、Natuurmonumenten等公司合作,共同致力于保护森林。Techtenna提出了利用人流计数器和存在计量的解决方案,对森林中游客行为即时洞察,让人们在享受自然的同时,保护自然环境可持续。 Techtenna与Verbruiksoverzicht及Mainlink合作,在荷兰格罗宁根部署了300个智能水表。现在,房地产商可以即时了解水的使用情况,并可以通过检测泄漏来防止损失。 关于「漫游」 目前,Helium网络正经历着空前的发展:在4700多个城市上线了超过61万个网关,这意味着Helium网络在全球范围内承载大量的物联网设备流量。如果这些流量不被接入Helium网络,那么最终它们都将会被丢弃。 与其他无线网络建立漫游合作伙伴关系,可以使Helium能够将流量导向他们,极大地提高Helium网络的使用率,并为漫游合作伙伴提供更广的全球网络覆盖。随着时间的推移,人们将越来越重视使用场景应用,与Techtenna等合作伙伴进行漫游将成为网关用户数据传输的重要推动力。 为什么要在Helium网络上漫游? 与Helium网络建立漫游合作关系的物联网网络运营商能在多方面受益,这其中包括: 利用Helium网络迅速扩大的全球网络覆盖范围; 利用现有的LoRaWAN基础设施,让网络运营商无需购买和部署额外的网关就能立即看到投资回报; 在现有的覆盖区域内实现冗余覆盖。 与Helium漫游合作 当前,有越来越多的漫游合作伙伴加入Helium生态,我们很高兴迎来Techtenna这一最新成员 Read more.
传输距离与功耗呈负相关的关系?LoRa模块可兼顾二者
传输距离与功耗呈负相关的关系? 不一定。 LoRa技术能同时兼顾传输距离和低功耗。 在使用无线模块时,使用者最关心的是无线数据传输模块的传输距离有多远,尤其是LoRa技术应用到模块后,因其具有低功耗、远距离、低成本的特点,成为用户较为关注的模块。 LoRa是一种基于扩频技术的远距离无线传输技术,也是LPWAN通信技术中的一种,实现了远距离和低功耗的统一。 LoRa模块普遍传输距离较远,且功耗比较低,免布线、抗干扰能力强,广泛应用于各行业中,备受用户的青睐。 LoRa模块具有以下四个特点: 传输更远 传输距离是衡量无线模块的重要指标之一。LoRa模块在相同功率下,传输距离比其他无线模块远得多。 功耗低 功耗低,代表传输时间越久,单次充电使用时间越长。LoRa模块在顾及低功耗的同时,还能保证模块的远距离传输,解决了功耗和传输距离的负相关关系的问题,这也是LoRa模块备受欢迎的原因之一。 灵敏度 在等同的数据速率传输时,LoRa模块的扩频调制方式可以获得更高的灵敏度。 抗干扰性更强 LoRa模块拥有扩频调制及前向纠错技术,甚至可以做到将数据从噪声中分辨提取出来,具有更强的抗干扰能力。 在通信模块中,全双工多通道通信模块TMK-M系列,采用LoRa技术,是一款高灵敏度、通道数可调和预留优先位的实时对讲模块。 TMK-M系列是全双工对讲模式,多方通话无需等待,电话音质,让沟通更加高效。模块还支持定向数据传输,且数字无线传输抗干扰性强,防止串频和被窃听,同时,无需通话费,节约沟通成本。 对讲模块还具有预留优先位,可给核心人员预留1个席位,普通人员无法占用该席位,确保沟通的灵活性。针对有需要的用户,还开发了集团电话和来电显示功能,更方便二次开发。 TMK-M系列可用于全双工即时通信、多主机讲解等二次开发。 Read more.
单相LoRa无线远程电表技术原理
单相LoRa无线远程电表对于大部分来说还是比较陌生的,毕竟他的一些功能技术还是比较保密的,所以为了弄懂的一些功能原理,小编特意去拜访了几家做这款产品的一些公司企业,经过几天的了解,小编大概的知道了这款电表的工作原理和技术优势了,现在开始告诉大家了。 单相LoRa无线远程电表技术原理: 单相LoRa无线远程电表技术原理 其工作原理是先通过对用户供电电压和电流的实时采样,再采用专用的电能表集成电路,对采样电压和电流信号进行处理,并转换成与电能成正比的脉冲输出,最后通过单片机进行处理、控制,把脉冲显示为用电量并输出。 电能表用分流器或电流互感器将电 流信号变成可用于电子测量的小信号,用分压电阻或电压互感器将电压信号变成可用于电子测量的小信号。再利用专用的电能测量芯片将来自电压互感器、电流互感器的模拟信号转换成数字信号,并对其进行数字积分运算,然后输出频率与电能成正比的脉冲信号,脉冲信号被送到微计算机处理后进行液晶显示。 使用寿命更长:单相lora无线远程电表采用绿色环保锂电池,电池容量≥1.2Ah,在电能表寿命周期内无需更换,断电后可维持内部时钟正确工作时间累计≥5年。电池电压不足时,电能表能自动提示、报警。 单相LoRa无线远程电表正在成为潜在的规则改变者,正在振兴整个电力行业。不仅在改善客户服务方面发挥着至关重要的作用.而且还为新的和创新的商业模式奠定了基础。在未来几年内,它将继续作为改变电力和公用事业行业运作方式的可行工具。   来源:深圳市亿玛信诺科技有限公司 Read more.