基于LoRa遠距離無線通訊技術的傳感網絡

一、背景概述:
2013年8月,Semtech公司向業界發布了一種新型的,基于1GHz以下的超長距低功耗數據傳輸技術(簡稱LoRa)的芯片。其接受靈敏度達到了驚人的-148dbm,與業界其他先進水平的sub-GHz芯片相比,最高的接收靈敏度改善了20db以上,其功耗極低。
LoRa 作為低功耗廣域網(LPWAN)的一種長距離通信技術,近些年受到越來越多的關注。隨著物聯網從近距離到遠距離的發展,必將會產生一些新的行業應用和商務模式。Cisco、IBM、Semtech、Microchip等正在積極推廣LoRa技術。
二、技術特點:
LoRa的優勢在于技術方面的長距離能力。LoRa技術在高性能、遠距離、低功耗,支持大規模組網,測距和定位等方面突出的特點,這使得該方案(終端+網關)成為物聯網大規模推廣應用的一種理想的技術選擇。
LoRa是低功耗廣域網通信技術中的一種,是物理層或無線調制用于建立長距離通信鏈路。許多傳統的無線系統使用頻移鍵控(FSK)調制作為物理層,因為它是一種實現低功耗的非常有效的調制。LoRa是基于線性調頻擴頻調制,它保持了像FSK調制相同的低功耗特性,但明顯地增加了通信距離。
LoRa技術本身擁有超高的接收靈敏度(RSSI)和超強信噪比(SNR)。此外使用跳頻技術,通過偽隨機碼序列進行頻移鍵控,使載波頻率不斷跳變而擴展頻譜,防止定頻干擾。
三、LoRa網絡架構
在網狀網絡中,個別終端節點轉發其他節點的信息,以增加網絡的通信距離和網絡區域規模大小。雖然這增加了范圍,但也增加了復雜性,降低了網絡容量,并降低了電池壽命,因節點接受和轉發來自其他節點的可能與其不相關的信息。當實現長距離連接時,長距離星型架構最有意義的是保護了電池壽命。
如果把網關安裝在現有移動通信基站的位置,發射功率20dBm,(100mW),那么在高建筑密集的城市環境可以覆蓋2公里左右,而在密度較低的郊區,覆蓋范圍可達10公里。該網關/集中器還包含MAC層協議,對于高層它是透明的。

四、解決方案平臺架構:
解決方案系統架構為:網絡/應用服務器、LoRa 網關、LoRa 節點;



五、應用案例
1、智慧油田圖片

2、智慧水務

3、智慧供熱

4、智慧燃氣
