lora三层服务器协议,LoRa以及LoRa包含的几种协议
為何LoRa成為“一夜爆紅”的新技術呢?一定是因為它具有非常顯著的特點:
長距離:1~20km
節點數:萬級,甚至百萬級
電池壽命:3~10年
數據速率3~50kbps
LoRa作為一種無線技術,基于Sub-GHz的頻段使其更易以較低功耗遠距離通信,可以使用電池供電或者其他能量收集的方式供電。較低的數據速率也延長了電池壽命和增加了網絡的容量。LoRa信號對建筑的穿透力也很強。LoRa的這些技術特點更適合于低成本大規模的物聯網部署。
LoRa的物理層和MAC層設計充分體現其對IoT業務需求的考慮。LoRa物理層利用擴頻技術可以提高接收機靈敏度,同時終端可以工作于不同的工作模式以滿足不同應用的省電需求。LoRa的網絡架構和協議棧如圖1所示,網絡架構中包括終端、網關、網絡服務器和業務服務器等。其中終端節點包括物理層、MAC層和應用層的實現;網關完成空口物理層的處理;而網絡服務器負責進行MAC層處理,包括自適應速率選擇、網關管理和選擇、MAC層模式加載等。應用服務器從網絡服務器獲取應用數據,進行應用狀態展示、即時告警等。MAC層可遵循聯盟標準的LoRaWAN協議,也可以遵循各廠商制定的MAC協議。
從目前的LoRa應用情況來看,主要有數據透傳和LoRaWAN協議應用。目前還是用LoRa作為數據透傳的多,由于網關技術和開發的門檻比較高,使用LoRaWAN協議組網的應用還是比較少。
在城市里,一般無線距離范圍在1~2公里,郊區或空曠地區,無線距離會更遠些。網絡部署拓撲布局可以根據具體應用和和場景設計部署方案。LoRa適合于通信頻次低,數據量不大應用。一個網關可以連接多少個節點或終端設備。
從LoRa網絡應用方面看,有大網和小網之分。小網是指用戶自設節點、網關和服務器,自成一個系統網絡;大網就是大范圍基礎性的網絡部署。
目前在國內已有眾多的LoRa設備以支持窨井蓋監控、停車位監控、氣表數據上報等應用。但這些設備普遍未使用LoRaWAN協議,而是廠商自定義的MAC層協議。相信如果這項技術如果在中國工業市場中得到標準化地廣泛使用,會為“中國制造2025”的實現帶來更多的便利。
LoRa是一種調制技術,與同類技術相比,提供更遠的通信距離。由于LoRa調制是物理層(PHY),因此也可將其用于不同的協議和不同網絡架構(如Mesh、Star、點對點)等等。LoRa應用協議分別是Lora協議、LoraWAN協議、CLAA協議、Lora私有協議等。
LoRaWAN協議
LoRaWAN協議是由LoRa聯盟推動的一種低功耗廣域網協議,針對低成本、電池供電的傳感器進行了優化,包括不同類別的節點,優化了網絡延遲和電池壽命。LoRa聯盟標準化了LoRaWAN,以確保不同國家的LoRa網絡是可以互操作的。LoRaWAN構建的是一個運營商級的大網,覆蓋地區乃至全國的網絡。經過幾年的發展,目前已建立起了較為完整的生態鏈:LoRa芯片->模組->傳感器->基站或網關->網絡服務->應用服務。
CLAA協議
“中國LoRa應用聯盟(China Lora Application Alliance,簡稱CLAA)是在LoRa Alliance支持下,由中興通訊發起,各行業物聯網應用創新主體廣泛參與、合作共建的技術聯盟,旨在共同建立中國LoRa應用合作生態圈,推動LoRa產業鏈在中國的應用和發展,建設多業務共享、低成本、廣覆蓋、可運營的LoRa物聯網。中興通訊作為LoRa Alliance(簡稱LoRa聯盟)董事會成員,與LoRa聯盟成員一起共同推動LoRa技術在全球低功耗廣域網絡(LPWAN)建設和產業鏈的發展。
CLAA有四種主要的業務合作模式:
獨立運營商:提供全套解決方案;支持客戶建網,并與CLAA共享物聯網互聯互通
大型合作伙伴:直接參股,CLAA負責建網,多城市大范圍覆蓋,享受全網整體受益,CLAA承擔運維費
中小型客戶:直接采購設備,CLAA協助建網,城市級或區域級覆蓋,享受城市級、區域級收益,客戶承擔運維費
專業渠道商:直接采購設備,自行微客戶建網,協助客戶運營,客戶承擔運維費用。
LoRa私有網絡協議
在面向小范圍節點數不多的應用中,使用LoRaWAN網關部署網絡成本就顯得高了。用一個或幾個SX127x做一個小“網關”或“集中器”,無線連接上百個的SX127x,組建一個小的星型網絡,通過自己的LoRa私有通信協議,就可以實現一個簡單的LoRa私有網絡,這也是一種比較靈活方式。
當然,協議也可以是LoRaWAN協議。
LoRa數據透傳
利用產品的出色的遠距離傳輸特性,搭配MCU做成LoRa模塊,使用MCU封裝AT命令,并保留有RS232/485等接口,將LoRa用于簡單的數據傳輸應用。四信的LoRa數據透傳模塊就是這樣的產品。與4G等各種無線通信技術相互結合,做成無線通信融合模塊,滿足不同行業的應用需求,這也是LoRa應用的一個特點。
總結
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