如何选一款易上手、可高效部署的lorawan网关?

来源:瑞科慧联科技有限公司

跟大家介绍过了LoRaWAN网关是什么、LoRaWAN的网关构成,以及LoRaWAN网关的工作原理等内容。了解完这些理论知识后,今天来教教大家如何正确地去选择一款LoRaWAN网关?

一般来说,要选择一款LoRaWAN网关最需要考虑的有2个点。一该款网关的功能特性是否符合你的需求,二这款产品的部署场景主要有哪些、如何运用。

本文以RAK系列的LoRaWAN网关为例,从功耗、频道数量、天线、范围等各个方面分析,让大家能够快速地选择出正确、且适合自己的网关。比如:适用于室内与室外或者是适用于个人开发和与商业。

一、选择网关时考虑的主要功能

对于一款LoRaWAN网关来说,都会影响其使用的效果本文列出的主要是大众认为比较重要且适合更多部署场景的

  • 功耗

我们都知道物联网(特别是LoRaWAN)的目的就是要最大限度地降低功耗。一般来说,LoRaWAN 的优点就能够让LoRaWAN网关以低功耗的状态在复杂的场景中工作。通常整个网络中不仅终端节点由电池/太阳能供电,网关也由电池/太阳能供电,然后部署在没有电源的偏远地区,从而实现低功耗运行。当然,这并不意味着网关都是低功耗的。

RAK的网关功耗因型号和功能存在差异,但都保持在6W 峰值功耗限制内。市面上还有些网关的额定功率高达 15W,因此,低于 10W 的功率值就被认为是衡量良好性能的标准。

商业网关系列 - 6W 峰值

树莓派网关系列 - 5W 峰值

  • 集中器模块

集中器是网关的射频前端。它允许同时处理传入LoRa 帧、解调和信号处理等。简而言之,它是网关的射频核心。

由于 Semtech 是唯一的数字基带处理器制造商,因此与给定平台不兼容的处理器是获取不到的。目前,有4种型号可供用户选择

SX1308: 这是最低层型号。它具有最小的灵敏度和最大的输出功率。它仍然可以像其他集中器一样同时处理 8 个通道,并支持 SF7 到 SF12

SX1301: 设计为高于SX1308的型号,具有更高的灵敏度和最大的输出功率。它的目的是户外网关提供更覆盖范围这是迄今为止使用最多的型号

SX1302: 此型号是 SX1301后续版本。它提供更低的电流消耗,简化了集中器热设计,从而降低了成本。此外,因为它在SF5至SF12运行它可以处理更多的数据量。它还增加了一些其他功能,如增加时钟稳定性和专用的精确计时功能。目前它开始主导市场,并用于目前生产的网关

SX1303: 此型号具有 SX1302 的所有改进功能,提供更低的电流消耗和散热但它也引入了另一个附加功能例如,利用Semtech芯片的集中器模块提高时钟稳定性和专用精确计时功能(TDOA)

由上可得知,SX1302未来网关的最佳选择目前RAK无论是商业网关还是开发者网关,都使用了SX1302,它已成为最受追捧的解决方案。

RAK提供以下产品,主要都是基于 SX 芯片和外形:

  • 频道数量

一般来说,频道有两个类别:

单通道网关

由于单通道只能接收 1 个频率通道,这严重限制了其节点容量。所以,RAK不提供此类设备。

多通道网关

多通道通常是8通道网关,但也可以选择16通道,如RAK7240/49/89。这些是标准们可以在处理多个节点数据的多个扩展因子上同时监听多个信道。注意,所有RAK网关至少是 8 个通道。

  • 天线

与网关一样,LoRa 天线分为室内室外

室内

室内天线的增益较低较小,适合覆盖范围较小的网关。RAK 室内型天线提供的是 2.5dBi。他们使用较小的连接器,如 RAK 提供的RPxSMA接口

室外天线体积大、坚固、增益更高。RAK 提供室外天线,从 3dBi 一直到 8dBi。这些采用 N 型连接器,因为它们更重,需要更高的机械稳定性(也需要接口保护)。

  • 覆盖范围

一般来说,范围等同于天线。这种说法很大程度上是正确的天线的增益越大,节点可以网关远,并且仍然具有良好的接收效果。当然,影响这一点还有其他因素。例如,天线网关的位置很重要。如果它在并且位于很高的建筑物上障碍物更少,视线(LoS)也会更大。

不过在此有一个缺点增益越高,天线的方向性就越强。所以如果使用更大的天线(更大的增益),的射程总是会增加。但是,其他因素也会对其产生影响,因此不要期望性能会呈线性增加。

下表将显示RAK网关的潜在范围:

  • 回程连接

就连接类型而言,从网关传输数据到云有 3 种主要方法以太网、WiFi 蜂窝网络。来自不同品牌的网关,可以使用上述任何方式。目前所有RAK网关都提供 WiFi,区别在于是否有以太网或蜂窝网络

 
  • 电源: POE电池、太阳能

POE、 电池、太阳能在不同的情况下,会产生较大的差异。不过,拥有POE是必须的。它使通过以太网接口连接的网关安装变得非常方便。电池和太阳能则仅适用于远离电源位置的应用。由于成本相当高而且还需要同时使用电池和太阳能电池板才能使系统正常工作它们很少使用。

 
  • 工作温度范围

正如人们所料,室外网关可以生存在较低的温度,因为他们拥有工业外壳,室内网关在温度上限制就较大

 
  • 耐候性

与温度一样,室外网关适合更恶劣天气条件,具有更好的接口防护。

 
  • 由于网关型号的不同,它们的平台兼容性也有所不同。但最具影响力的应该是:支持MQTT Bridge和Basics Station。这两种支持将确保你能够连接到任何第三方平台。平台兼容性:Packet Forwarder、MQTT Bridge、Basics Station,内置LoRa服务器、远程管理(WisDM)

此外,一个很好的功能是将内置 LoRa 服务器集成到网关中。这将其变成了一个独立的 LoRa 基站,可以接收数据,同时实时进行解密和解码。

另外,MQTT Bridge也是一个非常实用的工具,它允许你将数据转发到端点。易于配置,其sub/push机制既高效又节省带宽。对于使用蜂窝回程的 LoRaWAN 网络来说,这是一个很好的解决方案,因为蜂窝回程的费用很高。

 
  • 固件功能:接口、远程访问

固件功能主要取决于网关类别。正如所看到的,商业网关功能更丰富,界面更直观,而个人开发者网关更精简,并依靠用户提供额外的功能。简言之,个人开发网关非常适合首次采用和测试,而商业网关则更像是一个长期的商业解决方案。

 

二、最佳网关使用案例

上文我们将RAK网关的各个功能都已经列出了所以接下里我们要来解决一个最重要的问题哪个网关适合什么应用场景虽然不存在绝对完美的网关合适的方案是存在的,比如下面这些用例就十分适合大家参考:

注意:RAK7268 是升级后的 RAK7258,RAK7289 是升级后的 RAK7249。

三、总结

似乎最受欢迎的网关是RAK7268,紧随其后的是RAK7289,这主要是因为室内和室外部署的性质。适用性因地理位置和项目而异。

当然,其他网关同样也有自己优势,但主要是提供一套更具体的功能,适合较小的各种使用案例场景当中。至于哪个网关最好,最终要取决于它的具体使用是没有标准答案

希望这篇文章能让帮助你选择适合的网关,并让你对LoRaWAN网关有更深一步的了解。如果需要进一步比较,可以访问RAKwireless在线商店进行更详细的对比。

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