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智慧百科

LoRa网关怎么联网 LoRa组网方式介绍

开放性促进LoRa组网技术多样化,目前水表、气表、热表,电测仪表与控制行业,包含智能传感器网络均有相对成熟的RF组网方案,而且运行数年已形成了一套行之有效的私有RF组网协议,比如1:N点对多点,Mesh技术。实际工况中,当前RF技术仍然存在部分盲点区域,现场用户对提高穿透能力一直有所期待。

源于军事和空间通信领域的LoRa技术基于线性调频扩频调制,它保持了像FSK调制相同的低功耗特性,但明显地增加了通信距离。得益于LoRa技术优势,用户只需将LoRa的长距离、远程唤醒,硬件跳频技术与私有RF组网协议整合,即可完成通信方案的创新,并迅速投入市场。

LoRa私有组网协议就是在这个背景下诞生的,只需要解决用户现场设备之间的串口通信互联,并发挥出LoRa长距离的通信特性即可。因此从单位终端节点收益率的角度判断,节点数量比较有限的用户会选择LoRaPMAC™私有通信协议(P=Private),从组网方式可以分为:P2P点对点直连,Star点对多点星型网,从数据分发的方式可以分为:单播、组播、广播。

LORA的组网方式:

一. 点对点

LoRa网关联网

LoRa点对点系统在现实中有少量的应用场景,如:使用手持机“点名”抄能源表计(电/水/气/热表计),远程控制阀门等。当然,它的局限性是很明显的:

1. 没有避免冲突机制:没有LBT(ListenBefore Talk)机制,如果2个或多个节点同时发送,无线电信号将受损,导致通信失败;

2. 接收节点无法低功耗:接收节点必须随时等待发送节点的信号,无法休眠;

3. 无法自动组网:解决不了避免冲突和低功耗侦听,组网也就成了空中楼阁。

二、 小型LoRaWAN

如果节点数目较少,但是对实时性和吞吐量有要求,那么选择小型LoRaWAN是一个合适的方案。

它的优点是:8通道,允许同时 8个节点上报;标准统一,各厂商的设备可以互连互通。

仔细观察下图,会发现:LoRaWAN架构中,总是有LoRaWAN Server的存在。它带来了复杂性,尽管使用云服务器,也只能有限地降低复杂性。

LoRa组网方式

三、中型LoRaWAN

当需要提高“实时性”或“网络容量”时,增加LoRaWAN网关,是一个不错的选择。

如下图所示,在一个LoRaWAN网络中,增加一个或多个网关,这不会带来任何冲突。因为,它只有一个“大脑”—LoRaWAN Server,它会执行如下“聪明”的逻辑:

LoRa网关怎么联网

上报去冗余:如果一个数据包,被多个网关接收,Server会根据ID和FCnt识别这个“重复”数据包,只接收其中一个副本。

下发选网关:Server总是挑选合适的网关(往往是“信号强度最佳“),让它发射下行数据帧。

四、大型LoRaWAN

LoRaWAN的初衷--为地区和国家乃至全球提供“电信级”的物联网,这是一个雄心勃勃的计划。

如下图所示,借助3G/4G技术,将众多的LoRaWAN网关接入Server;Customer Server提供海量存储和智能计算;为授权终端(PC,智能手机,平板等)提供便捷的数据访问和交互。

LoRa模块组网方式

目前,LoRa与NB-IoT(中国)、eMTC(美国)、SigFox(法国)等电信级方案存在强烈竞争;同时,它为“大规模物联网”建设提供了有价值的方案。

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