Die LoRa-Funktechnologie ist eine drahtlose Kommunikationstechnologie, die auf große Entfernungen und einen geringen Stromverbrauch ausgelegt ist. Seine Modulationsmethode erhöht die Kommunikationsentfernung im Vergleich zu anderen Kommunikationsmethoden erheblich. Es kann bei verschiedenen Gelegenheiten im Bereich der drahtlosen IoT-Kommunikation über große Entfernungen und mit niedriger Rate weit verbreitet eingesetzt werden. Zum Beispiel automatische Zählerablesung, Gebäudeautomationsgeräte, drahtlose Sicherheitssysteme, industrielle Überwachung und Steuerung usw. Es zeichnet sich durch geringe Größe, geringen Stromverbrauch, große Übertragungsentfernung und starke Entstörungsfähigkeit aus. Der Antennengewinn kann entsprechend den tatsächlichen Anwendungsbedingungen angepasst werden.
2. LoRaWAN-Netzwerkarchitektur
Die LoRaWAN-Netzwerkarchitektur ist eine typische Sterntopologie. In dieser Netzwerkarchitektur ist das LoRa DTU-Gateway ein transparentes Relay, das Endgeräte und Server verbindet. Das Gateway und der Server sind über Standard-IP verbunden und das Endgerät nutzt einen einzigen Hop, um mit einem oder mehreren Gateways zu kommunizieren. Alle Knoten kommunizieren in zwei Richtungen.
LoRa-DTU-Gateways und LoRa-Module sind in einem Sternnetzwerk vernetzt, und LoRa-Module können theoretisch im Punkt-zu-Punkt-Polling vernetzt werden, allerdings ist die Effizienz des Punkt-zu-Punkt-Pollings deutlich geringer als die eines Sternnetzwerks. Das Gateway kann einen Mehrkanal-Parallelempfang erreichen und mehrere Signale gleichzeitig verarbeiten, was die Netzwerkkapazität erheblich erhöht. Auch die Entfernungsmessung und Positionierung kann mit LoRa erfolgen. LPWAN verfügt über eine lange Batterielebensdauer und einen wirklich geringen Stromverbrauch für Sensoren und Anwendungen, die kleine Datenmengen senden müssen.
Lora Positionierung und Entfernungsmessung
Die LoRa-Messentfernung basiert auf der Luftübertragungszeit des gesendeten Signals und nicht auf dem RSSI-Wert der empfangenen Signalstärke. Die Positionierung kann auf der Messung der Luftübertragungszeitdifferenz zwischen mehreren Punkten (Gateway) und einem Punkt (Terminal) basieren. Seine Positionierungsgenauigkeit kann 5 m erreichen.
Auswahl des LoRa-Frequenzbandes
Theoretisch kann jede Frequenz im Bereich von 150 MHz bis 1 GHz verwendet werden. Allerdings kann der LoRa-Chip von Semtech nicht in allen Sub-GHz-Frequenzbändern eingesetzt werden. Einige andere Frequenzen als die häufig verwendeten Frequenzbänder (z. B. 433 MHz, 470 MHz ~ 510 MHz, 780 MHz und die in Europa und den Vereinigten Staaten häufig verwendeten 868 MHz und 915 MHz sind gängige Frequenzbänder) sind nicht sehr gut. Unterstützung.
3. Drei große Vorteile der LoRa-Funktechnologie
Die Vorteile der LoRa-Funktechnologie spiegeln sich vor allem in folgenden Aspekten wider:
1. Deutlich verbesserte Empfangsempfindlichkeit und reduzierter Stromverbrauch
Das Verbindungsbudget von bis zu 157 dB ermöglicht eine Kommunikationsentfernung von bis zu 15 Kilometern (abhängig von der Umgebung). Sein Empfangsstrom beträgt nur 10 mA und sein Ruhestrom beträgt 200 nA, was die Batterielebensdauer erheblich verzögert.
2. Der auf dieser Technologie basierende Gateway/Konzentrator unterstützt die parallele Verarbeitung mehrerer Kanäle und mehrerer Datenraten und verfügt über eine große Systemkapazität.
Das Gateway ist die Brücke zwischen dem Knoten und dem IP-Netzwerk (über 2G/3G/4G oder Ethernet). Jedes Gateway kann täglich 5 Millionen Kommunikationen zwischen Knoten verarbeiten (vorausgesetzt, es werden jedes Mal 10 Bytes gesendet und die Netzwerkbelegung beträgt 10 %). Wenn das Gateway am Standort einer bestehenden Mobilkommunikations-Basisstation mit einer Sendeleistung von 20 dBm (100 mW) installiert wird, kann es in einer dicht bebauten städtischen Umgebung etwa 2 Kilometer abdecken, und in Vororten mit geringerer Dichte kann die Abdeckung 10 Kilometer erreichen Kilometer.
3. Auf Terminals und Konzentratoren/Gateways basierende Systeme können Entfernungsmessung und Positionierung unterstützen.
Die Entfernungsmessung von LoRa basiert auf der Luftübertragungszeit des Signals und nicht auf der herkömmlichen RSSI (Received Signal Sterngth Ind-ication), während die Positionierung auf der Messung der Luftübertragungszeitdifferenz zwischen mehreren Punkten (Gateways) und einem Punkt basiert ( Knoten). Seine Positionierungsgenauigkeit kann 5 m erreichen (bei einer Reichweite von 10 km).
Aufgrund dieser Schlüsselfunktionen eignet sich die LoRa-Technologie sehr gut für IoT-Anwendungen, die einen geringen Stromverbrauch, große Entfernungen, eine große Anzahl von Verbindungen und Standortverfolgung erfordern, wie z. B. intelligente Zählerablesung, intelligentes Parken, Fahrzeugverfolgung, Haustierverfolgung, intelligente Landwirtschaft, intelligente Industrie usw. und intelligente Städte. , Smart Communities und andere Anwendungen und Bereiche.
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