什么是LoRa技術
LoRa是一種專用于遠距離低功耗的無線通信技術,其調制方式相對于其他通信方式大大增加了通信距離，可廣泛應用于各種場合的遠距離低速率物聯網無線通信領域。比如自動抄表、樓宇自動化設備、無線安防系統、工業監視與控制等。具有體積小、功耗低、傳輸距離遠、抗干擾能力強等特點，可根據實際應用情況對天線增益進行調節。
LoRaWAN網絡架構是一個典型的星形拓撲結構，在這個網絡架構中，LoRa網關是一個透明的中繼，連接終端設備和服務器。網關與服務器通過標準IP連接，而終端設備采用單跳與一個或多個網關通信，所有的節點均是雙向通信。
LoRa網關和模塊間以星形網方式組網，而LoRa模塊間理論上可以點對點輪詢的方式組網，但是點對點輪詢效率要遠遠低于星形網。網關可以實現多通道并行接收,同時處理多路信號，這大大增加了網絡容量。采用Lora也可以實現測距和定位。LPWAN的電池使用壽命較長，對于那些需要發送少量數據的傳感器和應用而言是真正做到了低功耗。
根據FDMA（頻分復用）來劃分不同的頻段來建立不同的子網段。如：一個子網工作在469MHz，另一個子網工作在470MHz，這2個子網互不干擾�？赡軙驗橛布娐坊蛘呤蔷д竦牟顒e，信道頻率值會有一些偏差。單終端單次上傳的最大字節為256。終端節點個數幾百不等.一個網關能接多少個終端與數據發送周期和響應速度要求有關。布置網關注意有些地方有信號死區，需要增加中繼器，確保網關和終端的空中速率和頻率一致，否則無法建立通信。帶寬越小，對晶振的要求越高。跳頻的話對于干擾有所改善，對通訊距離沒有影響。Lorawan網關通信協議采用的是國際標準，也可采用自定義協議。
LoRa主要參數
總結如下：
工作電壓：1.8 - 3.6 V
工作頻段：137~175MHz,410~525MHz,860~1020MHz
調制方式：LORA\2-FSK\GFSK\OOK
發射功率：+20dBm–100mW
最大比特率：300kbps
通信協議：SPI
定位和測距
LoRa測量距離是根據傳輸信號的空中傳輸時間而不是接收信號強度RSSI值，定位則可根據多點（網關）對一點（終端）的空中傳輸時間差的測量。其定位精度可達5m。
LoRa網關
LoRa網關位處LoRa星形網絡的核心位置，是終端和服務器（Server）間的信息橋梁，是多信道的收發機。LoRa網關有時又被稱為LoRa基站或LoRa集中器，雖然定義不同，但其實是同一含義。
LoRa網關使用不同的擴頻因子，不同的擴頻因子兩兩正交因而理論上可以在同一信道中對多條不同擴頻因子的信號進行解調。網關與網絡服務器間通過標準IP進行連接，終端通過單跳與一個或多個網關進行通訊，所有的終端通訊都是雙向通訊，同時也支持軟件遠程升級等。以下幾個網關的幾個重要的特點：
（1）網關的分類：目前來說，定義不同，網關類型也不同。
例如，按照應用場景不同可分為為室內型網關和室外型網關；按照通訊方式不同可分為全雙工網關和半雙工網關；而按照設計標準不同可分為完全符合LoRaWAN協議網關和不完全符合LoRaWAN協議網關。
（2）網關的容量：網關容量是指在一定時間內網關接收數據包數量的能力。理論上來說，單個SX1301芯片擁有8個信道，在完全符合LoRaWAN協議的情況下最多每天能接收1500萬個數據包。如果某應用發包頻率為1包/小時，單個SX1301芯片構成的網關能接入62500個終端節點。當然，這只是一個理論值，網關接入終端數量最終還是與網關信道數量、終端發包頻率、發包字節數和擴頻因子息息相關。
（3）網關接入點決定因素：LoRa網關接入的節點數取決于LoRa網關所能提供的信道資源以及單個LoRa終端占用的信道資源。LoRa網關如果采用Semtech標準參考設計，網關采用SX1301芯片，那么信道數是固定的8個上行信道1個下行信道。物理信道數確定了， LoRa網關所能提供的信道資源也就確定了。（網關設計不同，信道數不同，AUGTEK網關能實現8個上行，4個下行。）單個LoRa終端占用的信道資源與終端占用信道的時間一致，也就與終端的發包頻率、發包字節數以及LoRa終端的擴頻因子息息相關。當LoRa終端的發包頻率和發包字節數上升，該終端占據信道收發的時間就會增加，就占用了更多的信道資源。而當LoRa終端采用更大的擴頻因子時，信號可以傳的更遠，但是代價是傳遞單位字節的信息會花費更多的時間。
除了網關外，我們也需要關注LoRa終端：LoRa終端是LoRa網絡的組成部分，一般由LoRa模塊和傳感器等器件組成。LoRa終端可使用電池供電，能夠遠程定位。每一個符合LoRaWAN協議的終端都能與符合LoRaWAN的網關直接通訊，從而實現互聯互通。
LoRa的頻段選擇
按理論來說，可以使用150 MHz 到 1 GHz頻段中的任何頻率。但是Semtech的LoRa芯片并不是所有的sub-GHz的頻段都可以使用，在常用頻段（如433MHz，470MHz~510MHz，780MHz以及歐美常用的868MHz和915MHz都屬于常用頻段）以外的一些頻率并不能很好的支持。
目前在中國提供470-510MHz頻段網關。
LoRa：易于建設和部署的低功耗廣域物聯技術
LoRa的誕生比NB-IoT要早些，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（Long Range，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，這確保了網絡連接可靠性。
它使用線性調頻擴頻調制技術，即保持了像FSK（頻移鍵控）調制相同的低功耗特性，又明顯地增加了通信距離，同時提高了網絡效率并消除了干擾，即不同擴頻序列的終端即使使用相同的頻率同時發送也不會相互干擾，因此在此基礎上研發的集中器/網關（Concentrator/Gateway）能夠并行接收并處理多個節點的數據，大大擴展了系統容量。
線性擴頻已在軍事和空間通信領域使用了數十年，因為其可以實現長通信距離和干擾的魯棒性，而LoRa是第一個用于商業用途的低成本實現。隨著LoRa的引入，嵌入式無線通信領域的局面發生了徹底的改變。這一技術改變了以往關于傳輸距離與功耗的折衷考慮方式，提供一種簡單的能實現遠距離、長電池壽命、大容量、低成本的通訊系統。
LoRa主要在全球免費頻段運行（即非授權頻段），包括433、868、915 MHz等。LoRa網絡主要由終端（內置LoRa模塊）、網關（或稱基站）、服務器和云四部分組成，應用數據可雙向傳輸，如圖2所示。
LoRa的優勢
主要體現在以下幾個方面：
1、大大的改善了接收的靈敏度，降低了功耗。
高達157db的鏈路預算使其通信距離可達15公里（與環境有關）。其接收電流僅10mA，睡眠電流200nA，這大大延遲了電池的使用壽命。
2、基于該技術的網關/集中器支持多信道多數據速率的并行處理，系統容量大。
如圖2所示，網關是節點與IP網絡之間的橋梁（通過2G/3G/4G或者Ethernet）。每個網關每天可以處理500萬次各節點之間的通信（假設每次發送10Bytes，網絡占用率10%）。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。
3、基于終端和集中器/網關的系統可以支持測距和定位。
LoRa對距離的測量是基于信號的空中傳輸時間而非傳統的RSSI（Received Signal Sterngth Ind-ication），而定位則基于多點（網關）對一點（節點）的空中傳輸時間差的測量。其定位精度可達5m（假設10km的范圍）。
這些關鍵特征使得 LoRa技術非常適用于要求功耗低、距離遠、大量連接以及定位跟蹤等的物聯網應用，如智能抄表、智能停車、車輛追蹤、寵物跟蹤、智慧農業、智慧工業、智慧城市、智慧社區等等應用和領域。
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