物联网端点网通传输技术有多种技术方案. 知名 无线连接技术解决方案 包括窄带物联网, 洛拉, 无线上网, 蓝牙, 蜂巢, 西格福克斯, 和 sub-GHz. 不同的通信技术具有不同的特点和各自的应用场景. 其中, LoRa和NB-IoT是物联网应用场景中使用最多、关注度最高的. LoRa物联网技术可实现远距离, 低功耗数据传输, 这是其他物联网通信技术无法完全满足的. 这也是LoRa物联网技术的初衷. LoRa物联网技术适用场景广泛, 少量数据, 时效性低. 构建物联网应用程序和物联网系统, 你必须仔细了解目的, 要求, 应用场景及环境. 只有对要求和环境进行详细客观的了解,才能正确确定传输技术. 选择可以制造具有多种协议的物联网设备的供应商可以使您的物联网项目进行得更加顺利.
洛拉, 究竟是什么?
LoRa是一种低功耗广域网传输技术, 主要应用于物联网. LoRa是远程的缩写, 而远距离也是LoRa的核心优势, 传输距离长 15 空地公里数.
作为LPWAN通信技术之一, LoRa是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案. LoRa基于线性调频扩频, 既保持了信号频谱调制的低功耗特性,又显着增加了通信距离. LoRa物联网技术灵敏度高、信噪比强. LoRa的出现可以很好的解决远距离的应用场景, 低电量, 物联网中的小信号传输. LoRa性能无可比拟,广泛应用于物联网时代.
物联网简介
物联网 (物联网) 指将事物连接到网络的设备和技术. 物体本身无法感知环境的变化. 需要在物体上安装各种物联网设备, 例如信息传感器, 激光扫描仪, 射频识别设备, 温湿度传感器, 等等. 收集完这些数据后, 它们被传输到云服务器或中心进行处理. 服务器处理完数据后, 它会根据信息给出反馈. 对象通过传感器连接到对象和服务器, 网络设备, 以及实现智能感知的网关, 对象和过程的识别和管理. 物联网是基于互联网和传统电信网络的信息载体. 它允许所有可以独立寻址的普通物理对象形成一个互连的网络.
LoRa物联网简介
LoRa物联网是指通过LoRa模块将物体连接到网络, 网关, 和其他设备. LoRa物联网是将各种传感器和传感器等终端设备采集到的各种所需信息,通过LoRa系统传输到网络节点和服务器. 终端设备也可以根据服务器或其他终端设备发送的信息做出反应. LoRa 物联网系统的连接是双向的.
LoRa物联网系统的优点和缺点
优势: LoRa物联网网络具有传输距离远的特点, 低工作功耗, 许多网络节点, 抗干扰能力强, 和低成本.
- 传输距离远: 灵敏度 -148dBm, 通讯距离可达 15 公里
- 低工作能耗: Aloha 方法只在有数据时连接, 而且电池可以工作几年
- 多个网络节点: 组网方式灵活, 可以连接多个节点
- 抗干扰强: 协议具有LBT的功能, 基于阿罗哈方法, 具有自动跳频和速率自适应功能
- 低成本: 未授权频谱, 低节点/终端成本
缺点: LoRa物联网网络有很多优势, 但它也有一定的缺点.
- 频谱干扰: 随着LoRa的不断发展, LoRa设备, 且网络部署持续增加, 并且彼此之间会发生一定的频谱干扰.
- 需要建立一个新的网络: LoRa部署过程中, 用户需要建立自己的网络.
- 小有效载荷: LoRa传输数据的payload比较小,有字节限制.
LoRa的实际应用 物联网
最近几年, LoRa无线技术日趋成熟,逐步拼凑出完整的物联网应用生态系统. 为推动物联网,建设智慧城市, 台北市政府也赶上了这项技术的发展趋势. 通过 LoRaWan 技术, 已部署物联网实验平台,以智能解决方案解决市民需求. 除了台北市政府大力推广的智慧城市解决方案, 适合LoRa物联网的应用场景还包括以下几种:
智能建筑
传统的施工设备无法满足人们对更高品质生活的追求, 建筑智能化成为必然趋势. 建筑智能需要在建筑中添加各种物联网设备. 这些物联网设备可以根据需要添加传感器, 例如温度传感器, 湿度传感器, 空气质量传感器, 等等. 这些传感器收集到的信息会定期传输给监管者或自动处理系统. 监控器或自动化处理系统会根据数据调节空调温度和室内湿度,改善室内空气. LoRa的超长续航能力在这里得到了很好的体现.
智能消防
消防工作分为预防火灾和扑救火灾, 两者对时间的要求都很高. 现在随着全球变暖和人口稠密, 人们对消防的要求越来越高. 防火不仅仅是预防火灾,更重要的是在火灾发生前迅速找到着火点并进行扑救. 森林防火比其他防火更难. 森林里没有电, 而且森林面积很大. 当火灾区域较小时, 很难找到起火地点. LoRa物联网防火系统可以很好的解决这个问题. LoRa传输面积大, 低功耗, 和长电池寿命. 可以实时监控森林情况并在极短的时间内扑灭火灾. 当建筑物遭受火灾时, LoRa首次通过无线传输技术将火灾情况传输给消防部门, 和 LoRaWAN 烟雾探测器 可为室内逃生人员规划安全逃生路线,减少火灾带来的危害.
智慧农业
农业是一个成本敏感的行业. LoRa IoT 设备的成本低于其他 IoT 设备, LoRa 的广泛传输范围意味着在农场和牧场上应该部署的设备更少, 进一步降低运营成本. LoRa物联网设备通过传感器采集各种生长环境信息,如 温度, 湿度, 酸, 和别的, 然后定期将这些信息传输到云服务器. 基于这些数据, 农民可以确定是否到了浇水和施肥的时间, 减少了水资源的消耗,提高了农作物的产量.
物流追踪
现在物流业越来越发达, 并且物流运输和物流仓储越来越多. 物流企业的发展取决于物流管理和物流跟踪的质量. 当货物由卡车运输时, 通常需要很长时间和很长的距离. 跟踪或定位设备的电池寿命和信号传播的距离将变得非常重要. 实时定位货物的过程中, 电池无法断电. 为了维持电池寿命, LoRa物联网技术的特点是复杂的智能物流系统. 物流公司可以放 LoRa 跟踪设备 根据仓库分布和运输路线在适当的位置, 真正掌握物品的运输情况. 为企业, 可提高企业运输效率, 了解货物的运输, 并减少货物损失; 对于消费者, 能够真正掌握货物的运输地点和大概到达时间, 并合理安排收快递时间.
LPWAN技术总结
目标是 低功耗广域网技术 是一种针对M2M优化的长距离无线网络通信技术 (设备到设备) 物联网应用中的通信场景. LPWAN技术的优势主要体现在低速率, 超低功耗, 远距离, 吞吐量低, 和强大的覆盖. 这些特点恰恰说明,这项技术是为物联网远距离传输的场景而开发的。. 具体应用包括城市覆盖, 远程抄表, 井盖检查, 和近海渔船检验.
作为一个新技术阵营, LPWAN分为两大派系: 授权频段和非授权频段. 许可频段分为EC-GSM, eMTC, 和 NB-IoT; 这 “顶牌” 未经许可的频段是 LoRa.
全球通信系统
随着LPWAN的兴起, 传统GRPS应用于物联网的弊端越来越明显. 在 2014, 3GPP研究项目提出向窄带迁移 (200千赫) 物联网技术到GSM, 寻求比传统GPRS高20dB的更广覆盖范围, 并提出五个目标: 提高室内覆盖性能, 支持大规模设备连接, 降低设备复杂性, 能量消耗, 和时间延迟. 经过 2015, TSG GERAN #67 会议报告称EC-GSM实现了5大目标. 但随着 R13 NB-IoT 标准的冻结, 人们将更多精力投入到重新定义的标准中.
eMTC
eMTC的概念在R13正式命名. 之前的R12叫做Low-Cost MTC, 这是一种基于LTE演进的物联网技术. eMTC基于蜂窝网络部署, 用户设备支持1.4MHz射频和基带带宽,可直接接入现有LTE网络. eMTC 的关键能力是高速 (与GPRS相比, 紫蜂, 等等。), 流动性, 地点, 以及对语音的支持.
窄带物联网
窄带物联网, 最近特别火, 其实就是NB-CIoT和NB-LTE的融合. NB-CIoT提出全新空口技术, 比传统的LTE网络更修改. 它满足在 TSG GERAN#67 会议上提出的五个目标. 其亮点在于通信模块成本低于GSM和NB-LTE模块. NB-LTE兼容现有LTE,部署简单. 激烈争论后, 两者最终合并形成NB-IoT的技术标准.
相对比 洛拉 物联网 和 NB-IoT
基于成本考虑, LoRa模块的单价约为 8-10 美元, 无需为非授权频段支付额外的频谱费用. 与NB-IoT相比, 成本上具有显着优势. 在电池性能方面, 因为 NB-IoT 在蜂窝许可频谱上工作, 它需要定期同步网络, 会消耗相应的电量. Lora物联网设备通过温度采集各种生长环境信息, 但NB-IoT的这一特性也受到共享单车的热烈欢迎. 以这个为基础, 车辆可以实时定位. 此外, 从商业模式来看, NB-IoT属于电信运营商网络建设, 且业务方无需自行考虑基站的部署, 哪个更省心. 但同时, 网络的质量和安全是不可控的风险, 而企业自身的增值也会受到一定的阻碍. 洛拉, 另一方面, 是自建企业网. 基站需自行部署, 及后续操作, 维护, 优化, 等等. 是必须的. 覆盖点, 网络质量, 和安全都是他们自己的责任.
至今, loRa物联网和NB-IoT各有优缺点和各自的应用场景. 没有物联网技术会成为真正的主流. 就技术本身而言, 没有绝对的完美. 从事业做起, 更需要结合业务特点和商业模式,选择更适合的物联网技术. 物联网技术的发展伴随着 “英雄” 来自世界各地. 未来是否会出现三党或新势力称霸世界,我们拭目以待.
它电阻一种 物联网 Lora物联网设备通过温度采集各种生长环境信息
万物互联的时代,也是数据为王的时代. 但在很多情况下, 如果智能对象没有对应的位置信息, 这意味着数据是 “混乱的” 并且使用价值会大大降低. 随着近两年物联网行业的蓬勃发展, 各种物联网应用场景对定位技术的需求也大幅增加. 现在, 定位技术有几十种甚至上百种, 各有优缺点和适合的应用场景.
与NB-IoT骨干网对比, LoRa更有可能发挥 “无线上网” 未来物联网时代的角色. 万物互联是未来不可阻挡的趋势, 而实现万物互联的基础是需要通过各种连接技术连接数百亿个物理终端. 由于环境和网络功能要求的差异, 庞大的联网终端对通信网络必然有各种差异化的需求, 这决定了物联网无线通信市场将是百家争鸣的局面.
说到洛拉, 很多人会把它与NB-IoT相提并论, 因为两者都是目前最具代表性的无线连接技术. 但实际上, LoRa与NB-IoT的连接不是简单的竞争. 如果LoRa在中国也有运营商覆盖的网络, 可以理解为竞争关系. 但实际上, 国内LoRa没有运营商的网络, 而LoRa更多的是对NB-IoT的弥补, 这是一种相互合作的关系. LoRa网络主要在两个层面上弥补NB-IoT网络. 第一层是在物理空间掩盖网络. 在未来使用物联网, 运营商网络无法覆盖的用途很多, 如地下和偏远山区. 在这些环境中部署LoRa等网络比较合适. 第二层是业务层,弥补物联网项目复杂多变的业务需求. 一些物联网项目不需要公共网络,但希望使用私有网络进行连接, 是否为了数据安全更符合自己的商业利益, 预算, 或其他考虑. 这种程度的业务需求也是LoRa网络相对于NB-IoT的优势.