物联网lora模块应用案例和LoRawan网关通信技术

什么是LoRa

LoRa(Long Range) 无线通信技术是 Semtech 在2012年开发出来的一款适合物联网使用的射频IC、其设计理念为低功耗、长距离、低成本、网路简单、易于扩展的无线数传技术。

在一般的通信中、通信的距离与功耗成正比、传输距离越远、功耗越高，而LoRa无线通信模块可以实现远距离的低功耗通信，即高穿透性。

LoRa芯片是基于展频跳变技术发展的，因此其频率偏移及容错空间相比同类IC要高得多，同时其灵敏度也更高。

LoRaWAN网关网路模型

LoRaWAN网关是基于LoRa芯片的通信协议。

LoRaWAN网关的网络模型如下:

LoRaWAN网关的网络模型主要由节点、集中器/网关、网络服务器以及应用服务器组成。节点将感测器的数据通过LoRa发送到集中器/网关；再由集中器/网关通过网络发送到网络服务器；网络服务器对接收到的数据进行解包以确定数据来源；之后网络服务器再将数据传输到对应的应用服务器。

1、 lora无线通信节点

节点可以是各种设备，如烟雾传感器、水表、气表、宠物等。节点通过LoRa通信技术与网关通信节点可以连接一个或多个网关，其与网关的通信是双向。

2、集中器/lorawan网关

网关在整个网络结构中起到透明传输的作用，将节点的数据信息收集，再通过网络发送到网络服务器，因此网关也被称为集中器。网关与服务器之间通过4G/以太网等方式使用TCP/IP 通信。

3、 网络串口服务器

网络服务器是这个结构中的中枢，负责数据处理，并将处理的数据传输至应用服务器。

4、 应用服务器

应用服务器由用户自行搭建，数据来源于网络服务器，用来收集各处理数据。

LoRa节点分类

CLASS	特点	应用场景
A	A类设备至在条件触发后短暂开启窗口与网关进行交互、非触发时处于休眠状态、网关也无法检测到设备、其功耗最低	垃圾桶检测、各类监测传感器
B	B类设备定时开启窗口与网关交互、网关定期下发校时信息以同步时间	水表、电表、气表等
C	C类设备长时间开启接收窗口、在发送时短暂关闭	智能设备的远程控制

LoRa模块应用案例

亿佰特无线通信模块致力于保护野生动物、智能公园方案。

2017年在坦桑尼亚的姆科马齐国家公园、Smark Park团队做了关于野生动物保护的智能公园解决方案。是LoRaWAN物联网智能公园解决方案的一部分，该解决方案已在非洲的几个国家公园推出。犀牛追踪器显示动物在保护区内的位置，为公园的安全人员提供更好的可操作情报。

使用LoRaWAN网关网络可节省成本，节能和长距离连接。将小型传感器直接植入犀牛的角中。智能公园跟踪器每小时更新犀牛的位置几次，详细数据的增加从网络内的传感器传输到观测室，跟踪的项目显示在数字地图上。

公园管理部门使用的其他智能公园应用是通过安装在大门上的基于太阳能LoRaWAN的传感器和安装在车辆上的太阳能跟踪器来监控大门的打开/关闭，以跟踪高风险地区人员和游客的下落。

护林员可以在白天和黑夜的最佳位置与接近的偷猎者相遇。这些信息也为犀牛行为的研究提供了有价值的数据。