物联网技术前沿--LPWAN技术探讨

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1. LPWAN是什么？
       低功耗广域物联网（LPWAN）技术是近年国际上一种革命性的物联网接入技术，具有远距离、低功耗、低运维成本等特点，与WiFi蓝牙、ZigBee等现有技术相比，LPWAN真正实现了大区域物联网低成本全覆盖。
       当前，所有设备所需无线网络连接方式有广域和局域两种。局域连接方式主要为WiFi、蓝牙、Zigbee等，这也是智能家居、穿戴设备、智能硬件等终端采用的流行网络技术；在广域连接方面，更多是借助电信运营商提供的蜂窝网络连接，如GPRS、3G、4G等，在交通、物流、工业、能源等各行业终端被广泛采用。
       然而仍有大量设备需求是现有网络技术无法满足，如水、电、燃气等计量表、市政管网、路灯、垃圾站点等公用事业、大面积的畜牧养殖和农业灌溉、广布局且环境恶劣的气象、水文、山体数据采集，矿井和偏僻的户外作业等。这些类型终端联网若采用现有运营商蜂窝网络，则会遇到问题的有：
（1）信号覆盖：大部分设备布局在人口稀少、环境复杂的区域，存在运营商网络覆盖或信号强度不足的问题，无法保障数据稳定传输；
（2）功耗问题：很多设备没有持续电力供应的条件，主要通过电池供电方式，若采用运营商网络则需频繁更换电池，在一些恶劣环境下也不具备更换条件；
（3）经济性问题：此类设备仅需传输极少量的传感器数据，且传输频率不高，而当前运营商网络是为高带宽而设计，采用这一网络不仅占有网络、码号资源，也会产生不少包月流量费用。
       而LPWAN解决了上述3个问题，包括：传输距离在复杂的城市环境中达到3公里以上，空旷地域高达15公里以上，穿透性较强，很多恶劣环境下也有信号；支持窄带数据传输，网络通信成本极低；由于低数据传输速率，基于LPWAN设备功耗极低，普通一个电池便可支撑数年甚至十多年。不少公司已开始行动且推动商业化的实现，目前商用化较为迅速的是SigFox和LoRa两种LPWAN技术，另有不少其他技术也在不断研发和商用化过程中。
       LoRa技术其和其他远距离低功耗通信技术不同的是，LoRa联盟推出了完全支持蜂窝物联网应用的LoRaWAN通信协议。该通信协议能够很好的处理节点漫游、基站容量管理、节点鉴权等蜂窝技术的要求，而且因为其开放性，全球大量的研发型公司参与其中不断更新修正完善LoRaWAN通信协议，使得该通信协议有着自我修复不断进化的能力。
       根据IDG的研究，单单LPWAN技术，到2023年前就可以为全球增加30亿的连网数量，基于LPWAN技术的相关产业在未来将迎来爆发式增长。



2.LoRaWAN的系统架构图

更多loRa1301的信息详见

http://www.semtech.com/apps/product.php?pn=SX1301

本文转自：seasonblue