參考

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LoRa

什么物聯網場景用LoRa？在偏遠地區，如果沒有NB-IoT信號，那么就更適合用LORA了。例如高原地區的牛羊定位管理，養牦牛的或者是養跑山豬的。或者是物聯網設備很密集的地方，LORA也會比NB更便宜。例如智慧小區、智慧園區等等。LoRa為什么功耗低？LoRa之所以功耗比NB-IoT低，是因為極少發射數據。就像兩個人相距100米站著，你對別人喊話的時候要扯著嗓子吼，聽的時候只需要靜靜的聽，喊話的肯定比聽話的累多了。

無線網絡傳輸也一樣，發送數據的時候比接收數據的時候功耗大的多。例如LoRa發射的工作電流超過100mA，接收的工作電流僅10mA。這里講的發射和和接收，不只是數據的上行和下行，還包括了“心跳包”內部的上行和下行。NB就像兩個人對話：一人說“告訴你一件事情，xxx”，另一人回答“好的，我聽到了”。雙方都在說話（發射數據）。而LoRa就像兩個人約定好時間，一人說“告訴你一件事情，xxx”，另一人只聽，但不吭聲。
NB-IoT和2G4G一樣，是設備端主動去詢問基站，問“我在線，你有沒有需要發給我的數據？”這個過程中就需要設備端發射數據出去。而LoRa不需要這一步，LoRa會和基站約定一個時間窗口，時間一到，基站只管說，終端只管聽。這就是LoRa功耗低的核心原因。雙方都約定“10分鐘后”開始溝通，雙方各自的手表準不準，就很關鍵了。于是LoRa終端和基站需要定期“對時間”，（通過beacon）。基站“講話”了，終端有沒有“聽到”？如果基站需要知道終端有沒有收到下行信息，就需要終端上行一個反饋信息。這些技術細節網上資料很多，就不贅述了。
LoRa的三個工作模式

LoRa的工作模式和NB-IoT類似。LoRaClass-A，等同于NB-IoTPSM模式。物聯網終端要主動發消息給基站，基站才能找得到終端，并且下發控制指令。
Class-A終端發數據的時候才能接收

LoRaClass-B，等同于NB-IoT的eDRX模式。物聯網終端隔一小段時間聯系一次基站，此時基站才能找得到終端，并下發控制指令。

Class-B終端定期接收（一般是幾十秒一次）

LoRaClass-C，等同于NB-IoT的DRX模式或socket長連接。物聯網終端和基站之間一直保持緊密聯系，基站隨時都能給終端下發控制指令。
Class-C終端隨時都可以接收，功耗大

根據應用場景選擇LoRa工作模式：

不需要實時控制終端設備的，選擇Class-A。省電，一節電池能用幾年。例如智能水表、氣表、智能井蓋、智能垃圾箱等

需要實時控制終端設備的，且延遲幾十秒也無所謂的，選擇Class-B。省電和控制取個均衡。一節電池也能用半年。例如路燈控制、牛羊定位器、農林大棚控制等。需要實時控制終端設備，且對延遲要求比較高的，選擇Class-C，老老實實接電源吧。話說這種情況也不是LoRa的主打應用場景，用的很少。

如何快速搭建LoRa物聯網系統？LoRaWan現在已經很成熟了，從傳輸模塊到基站到LoRa云服務一整套可以打包獲取。開發者只需要用MCU掛載LoRa傳輸模塊，就可以通過LoRa云服務器收取MCU的上行數據、下發控制指令。和NB-IoT幾乎一模一樣：MCU掛載NB模塊，從運營商的服務器收取MCU的上行數據、下發控制指令。兩者的區別：LoRa需要自己買基站、NB需要自己去買sim卡。

如果是空中OTAA激活，則需要準備 DevEUI，AppEUI，AppKey 這三個參數，即設備自身MAC地址和要使用的應用(應用ID和密鑰)。
如果是ABP激活，則直接配置 DevAddr，NwkSKey，AppSKey 這三個LoRaWAN最終通訊的參數，不再需要join流程。在這種情況下，這個設備是可以直接發應用數據的。

LoRa節點方案

Semtech SX1262

LoRa Core? Long Range Low Power LoRa? Transceiver +22dBm, global frequency coverage
SX1261, SX1262 and SX1268 sub-GHz radio transceivers are ideal for long range wireless applications. Both devices are designed for long battery life with just 4.2 mA of active receive current consumption. The SX1261 can transmit up to +15dBm and the SX1262 and SX1268 can transmit up to +22dBm with highly efficient integrated power amplifiers.
These devices support LoRa? modulation for LPWAN use cases and (G)FSK modulation for legacy use cases. The devices are highly configurable to meet different application requirements utilizing the global LoRaWAN? standard or proprietary protocols.
The devices are designed to comply with the physical layer requirements of the LoRaWAN specification released by the LoRa Alliance?.
The radio is suitable for systems targeting compliance with radio regulations including but not limited to ETSI EN 300 220, FCC CFR 47 Part 15, China regulatory requirements and the Japanese ARIB T-108. Continuous frequency coverage from 150MHz to 960MHz allows the support of all major sub-GHz ISM bands around the world.

Semtech SX1276

LoRa Core? 137MHz to 1020MHz Long Range Low Power Transceiver
The SX1276/77/78/79 transceivers feature the LoRa? long range modem that provides ultra-long range spread spectrum communication and high interference immunity whilst minimizing current consumption.
Using Semtech’s patented LoRa modulation technique SX1276/77/78/79 can achieve a sensitivity of over -148dBm using a low cost crystal and bill of materials. The high sensitivity combined with the integrated +20dBm power amplifier yields industry leading link budget making it optimal for any application requiring range or robustness. LoRa also provides significant advantages in both blocking and selectivity over conventional modulation techniques, solving the traditional design compromise between range, interference immunity and energy consumption.

LoRa網關方案

Semtech SX1301

LoRa Core? Digital Baseband Chip for outdoor LoRaWAN? network macro gateways
The SX1301 digital baseband chip is a massive digital signal processing engine specifically designed to offer breakthrough gateway capabilities in the ISM bands worldwide. It integrates the LoRa concentrator IP.

Semtech SX1302

LoRa Core? Digital Baseband Chip for LoRaWAN network gateways
The SX1302 is a new generation of baseband LoRa? chip for gateways. It excels in reducing current consumption, simplifies the thermal design of gateways, and reduces the bill Of materials costs, yet it is capable of handling a higher amount of traffic than preceding devices.

驅動獲取

最新版的驅動在https://github.com/Lora-net/LoRaMac-node

安全

如果一個數據幀包含一個數據負載，FRMPayload必須在MIC計算之前被加密。加密機制基于IEEE 802.15.4/2006 Annex B[IEEE802154]提到的算法，采用長度為128bits的AES密鑰。默認情況下，是LoRaWAN層為所有FPort的數據加密/解密。如果應用層方便的話，也可以在LoRaWAN層的上層對除了FPort為0的數據加解密。至于哪些FPort交給LoRaWAN層之外的層次進行加解密，則需要服務器和節點額外的進行溝通決定。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的LoRa学习和使用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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