物联网是个交叉学科，涉及通信技术、传感技术、网络技术以及RFID技术、嵌入式系统技术等多项知识，但想在本科阶段深入学习这些知识的难度很大，而且部分物联网研究院从事核心技术工作的职位都要求硕士学历，“LPWAN实验室”计划从收集、整理、翻译实用的物联网有关的知识着手，帮助各高校物联网专业学生利用这个实验室学习平台找准专业方向、夯实基础，同时增强实践与应用能力。虽然现在面临大学生毕业就业难的情况，但实际各行各业却急需物联网领域相关专业的人才，从目前情况来看，环保、安防、智能交通、农业、医疗推广的可能性最大，这也是成为高校热门专业的一个重要原因。从工信部以及各级政府所颁布的规划来看，物联网在未来十年之内必然会迎来其发展的高峰期。而物联网技术人才也势必将会“迎娶”属于它的一个美好时代。
送给物联网从业者的礼物：首部LoRa专著震撼上市！
在万物互联时代，如果说人工智能将织就一张无形的网，那么物联网就是在创造一个触手可及的新世界。物联网承载着人们很多期许，也掀起了很大的热度。其中，LoRa作为低功耗广域网（LPWAN）的一种长距离通信技术，近些年受到了越来越多的关注。 为了让大家更深入地了解这项技术，近日由Semtech中国区市场战略总监甘泉编写的《LoRa物联网通信技术》一书正式出版发行，与此同时Semtech也邀请媒体揭秘编写书籍背后的故事。 首部LoRa专著问世 提到LoRa，或许很多人还不太了解，下面先给大家科普一下什么是LoRa？ LoRa是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司创建的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案，其最大的特点就是在同样的功耗条件下，比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一。 据了解，本书作者甘泉具有十多年物联网和芯片技术经验，工作于LoRa的创始公司Semtech。甘泉在Semtech公司既负责LoRa在中国的应用推广，又负责管理中国区的LoRa技术支持团队，所以对LoRa的市场和技术都有深入研究。而此次发布的新书，则是一本关于LoRa的百科全书，内容涉及LoRa的历史背景、核心技术、芯片产品、行业标准及规范、产业链生态、工程计算，以及案例详解。 在新书发布会上，甘泉激动地说：“经过了一年多的筹备，《LoRa物联网通信技术》这本书终于和大家见面了。现在广大物联网从业者，电子信息工程、通信工程、物联网相关专业的本科生和研究生，以及物联网技术爱好者，都可以借助这本书随时解决实际工作和学习中遇到的技术和应用难点，从市场和生态等多个维度真正了解LoRa。” 在谈及写书的初衷时，甘泉表示：“当我发现大量的LoRa从业者遇到技术问题以及应用困难时，我觉得有必要写一本关于LoRa的书，全方位地解释LoRa技术的细节和特点；当我看到许多客户对LoRa市场的理解存在错误时，我觉得应该从市场、生态的角度让大家了解LoRa的方向和目标是什么。” 近几年，得益于物联网技术的发展，尽管LoRa已经从一个小范围使用的小无线技术成长为物联网领域无人不晓的事实标准，但国内至今都没有一本全面介绍LoRa技术的书籍，甚至许多读者认为LoRa技术有着神秘色彩。LoRa的物理层调制技术，市场上完全没有相关资料，这也是LoRa技术神秘的原因。 在此背景下，作为第一本全面介绍LoRa技术的书籍，《LoRa物联网通信技术》受到了业界的广泛关注，得到了LoRa技术发明人Olivier Seller、复旦大学信息科学与工程学院院长郑立荣、LoRa联盟亚太区副主席于小博、中国信息通信研究院赵小飞等多位行业领袖的联袂推荐。 六大特色诠释LoRa技术 LoRa技术具有物联网的DNA，如同物联网的触角，延伸至各类物品及传感设备，促进智能应用。从内容来看，此次发布的新书是业内全面介绍LoRa物联网通信技术的书籍，主要具有以下六个特点： 1、LoRa调制核心技术揭秘 由于LoRa技术为Semtech公司的独家技术，因此，重要的相关资料在市场上完全没有。而本书详细讲解了LoRa调制技术和扩频技术，将LoRa技术的核心部分展示出来，帮助读者揭开LoRa的神秘面纱。 本书通过先讲解常见调制技术和扩频技术，再讲到LoRa调制和扩频技术的方式，让读者了解LoRa技术的根本原理。书中有实际的LoRa数据发送案例，可以让读者了解到一个数据如何从LoRa的发射机中编码调制发送。 2、深入浅出，核心参数计算 本书详细介绍了LoRa技术的特点和核心参数，并通过参数对比的方式，让读者了解到LoRa与其他物联网通信技术的差别。书中有大量针对LoRa核心参数的计算，例如关于信噪比和灵敏度的计算，扩频因子、宽带、通信频率的关系，LoRa的极限灵敏度相关参数等。此外，书中还有大量的计算案例，供读者学习。 3、产业链及生态全方位介绍 本书详细描述了LoRa生态中所有产业链组成部分，以及产业链企业的分工、现状和发展趋势，并针对国内生态链企业进行详细描述；同时，还介绍了行业中不同角色的优秀企业及其产品和应用案例。 4、紧扣实践、LoRa应用工程问题 本书针对LoRa应用中常见的传输距离、信道容量、定位、功耗等实际工程问题展开讨论，并通过从理论到实践的分析，给出了不同问题的计算方法和优化方案。 同样，针对上述问题，书中都给出了应用例题，读者可以借鉴应用例题解答思路，解决自己工作中遇到的实际问题。 5、实际应用案例解析 本书给出了常见LoRa应用的十几个案例，包括最前沿的LoRa消费类应用。读者可以通过学习应用案例来构建自己的LoRa项目规划，并可根据LoRa的多个创新应用，利用书中的LoRa技术知识，开阔新的应用领域。 6、行业与市场方向指引 本书给出了LoRa领域最新的市场策略和市场动向，市场上尚未公开的多个LoRa扩展标准协议也将提前与读者见面，尤其是LoRa联盟和生态针对中国市场的发展和策略，以及应用的新的重点方向都在书中告知。 此外，本书还介绍了LoRa技术的发展方向，以及下一代LoRa芯片的技术特点和应用方向，此信息对于LoRa产业链公司的发展方向有重要的指导作用。 总之，通过阅读这本书，读者将对LoRa的发展背景、调制技术、产业链、生态系统、具体应用、市场策略等有更加清晰的认识，从而在开发应用和学习物联网技术时，可快速解决技术和应用方面的问题。 藏在书中的“黄金屋” 事实上，本书的面世经历了大量的求证和帮助。根据甘泉的介绍，除了自身查阅了大量资料，还受到了大量技术专家的资料和技术支持。记者注意到书籍中引用大量公式引证各种结论，不仅工作量庞大，也保证了内容的权威性。 “Semtech已与一些大学取得联系并合作，未来本书将会步入大学课堂”，甘泉告诉记者，本书不仅将成为行业内一本权威且全面的教材，也将为Semtech后续产学研的展开提供帮助。本书经由清华大学出版社出版，该出版社旗下大量图书也被应用于高等学校教育之中。 据悉，Semtech目前已展开多项大学计划，后续也将会依托本书延伸各项计划。值得一提的是，未来本书将会翻译成多个版本，帮助不同语言国家对于LoRa技术的深入了解和学习。 另外，本书还配有61个微课视频，每个视频约20分钟，书中每一章节都有对应视频讲解。读者可结合书和视频，学习效果事半功倍。 此前，Semtech曾宣布已经在欧洲和中国授权了两家芯片技术合作伙伴来生产LoRa芯片产品，未来LoRa芯片供应将是多元化的。依托低功率、长距离、经济实惠、简单高效的特性LoRa也将继续扩张市场。 “自组、安全、可控”，在LoRa优势愈发被认可的前景之下，本书也将会跟随产业进步不断修订，为行业提供最全方位的知识。 作者：蔡璐、付斌 来源：21ic电子网 Read more.
用LoRa“救命”：长距离、低功耗的无线传输魔力在哪里？
来源：爱奇新星（北京）信息科技有限公司 LoRa作为一种低功率、长距离、经济实惠、简单高效的无线数字通信技术被人所熟知，被广泛用于全球智能抄表应用和军事空间通信领域。 在物联网急速发展的现今，LoRa也逐渐成为长距离无线射频通信的首选。LoRa技术的应用已扩展到更多的垂直市场中，包括智能公用事业、智能供应链和物流、智能家居和楼宇、智慧农业、智慧健康和医疗、智能工业控制、智慧社区和智能环境 射频技术赋能万物可跟踪和管理的特性，而好的通信技术还能“救命”。据了解，自2017年开始，Everynet已连续四年都利用LoRaWAN技术来监测和确保参加意大利Tor des Géants超级马拉松赛的运动员们的安全，并且拥有多个实际的营救案例。 LoRa是怎么成为超级马拉松的“御用”解决方案的？Semtech市场战略总监甘泉为记者解答了相关问题。 LoRa是什么？ LoRa究竟是什么？甘泉为记者介绍，LoRa 是一个物理层的无线数字通信调制技术，称为扩频连续调频调制技术（Chirp Modulation）。常见的无线数字通信调制技术为FSK、ASK、PSK三种，运营商的NB-IoT、4G、5G 以及 Wi-Fi、蓝牙等几乎所有常见数字无线通信技术的物理层都是采用 FSK、ASK、PSK 这三种调制技术进行通信的。 LoRa 只是一个物理层的调制技术，现在市面上的所有 LoRa 芯片，也只是完成简单的物理层工作。而市场上 Wi-Fi、2G、3G、NB-IoT 等其他芯片，都是带有自身协议栈的。 值得注意的是，LoRa是一种扩频调制技术，能够很好地平衡速率和灵敏度。其灵敏度更接近香农极限定理，打破了传统FSK窄带系统的实施极限。 LoRa的优势多多，是一种迅速增长的无线射频技术，截至 2020 年 1 月，LoRa 的连接节点超过了 1.45亿个。从 LoRa 联盟的会员数量可以看出从事 LoRa 产品开发的公司数量也在迅速增长。LoRa 联盟现有约 500 个会员，其中许多来自中国，例如阿里巴巴和腾讯。 LoRa的优势不容小觑 根据甘泉的介绍，LoRa的具体优势包括： 1、远距离：由于LoRa采用了扩频技术，且敏度更接近香农极限定理，降低了信噪比要求，传播距离更长，即使是50Km也没有问题。 LoRa能够依靠扩频获取处理增益，不依赖于窄带、重传，不依赖编码冗余，效率高。另外，LoRa上下行可使用下同的带宽和速率，网关和节点灵敏度均可达到-140dBm（300bps），下行不依靠基站的大功率，既适合于免授权的ISM频段，也适合于授权频段。 2、抗干扰能力：在所有的物联网通信技术中，LoRa技术可在噪声下20dB解调，而其它的物联网通信技术必须高于噪声一定强度才能实现解调。 其它物联网通信技术的波形可以被频谱仪等设备抓取。同样，这些通信数据也可能被干扰或伪造。而LoRa技术具有较好的隐蔽性和抗干扰特性，具有较强的物理层安全特性。 3、低功耗：实际上，功耗一直以来是无线通信技术最大的竞争点，这是因为大多数远距离接入场景大多都需要电池供电，电池的寿命直接影响了用户体验。 根据介绍，LoRaWan在睡眠状态电流甚至低于1μA，发射17dBm信号时电流仅为45mA，接受信号时电流仅为5mA。 通过对比NB-IoT，LoRa拥有更简化的结构。而在运动手环应用上，LoRa可以工作超过2周时长。 4、易于部署：根据介绍，LoRa不仅能够根据应用需要规划和部署网络，还能根据现场环境，针对终端位置合理部署基站。LoRa的网络扩展十分简单，也可根据节点规模的变化随时对覆盖进行增强或扩展。LoRa拥有从物理层、网络层到应用层的三重安全性，因此满足各种数据私密性要求。 特别需要强调的是，LoRa还拥有很高的投资回报，这是因为其本身的长寿命、低功耗和低成本 LoRa的优势适用于室外超级马拉松应用 根据介绍，Everynet开发的基于LoRaWAN标准的应用程序，可在数百公里内实时追踪大约900名参赛者，为赛事工作人员提供准确的数据，以防止参赛者受伤和迷路。 需要强调的是，从2017年开始，Everynet已连续四年都利用LoRaWAN技术来监测和确保参加Tor des Géants超级马拉松赛的运动员们的安全。Tor des Géants超级马拉松赛是世界上最具挑战性的赛事之一，参赛者要在150个小时以内的时间里跑完330公里的路程，其中海拔高度有变化的路段超过24000米，参赛者要每天24小时在其中连续跑几天，每次间隙休息最多只有20分钟。 由于为每位参赛者都配备了一个基于LoRaWAN技术的传感器，所以即使在蜂窝网络无法接入或无法覆盖的地方，也能持续监测运动员的位置，并且能在危险情况下发送报警信号。甘泉强调，目前该方案已有成功的营救案例。 […] Read more.
LoRa技术、LoRa网络架构及其优势全解
一、什么是LoRa技术 LoRa是一种专用于远距离低功耗的无线通信技术,其调制方式相对于其他通信方式大大增加了通信距离，可广泛应用于各种场合的远距离低速率物联网无线通信领域。比如自动抄表、楼宇自动化设备、无线安防系统、工业监视与控制等。具有体积小、功耗低、传输距离远、抗干扰能力强等特点，可根据实际应用情况对天线增益进行调节。 二、LoRaWAN网络架构 LoRaWAN网络架构是一个典型的星形拓扑结构，在这个网络架构中，LoRa网关是一个透明的中继，连接终端设备和服务器。网关与服务器通过标准IP连接，而终端设备采用单跳与一个或多个网关通信，所有的节点均是双向通信。 LoRa网关和模块间以星形网方式组网，而LoRa模块间理论上可以点对点轮询的方式组网，但是点对点轮询效率要远远低于星形网。网关可以实现多通道并行接收,同时处理多路信号，这大大增加了网络容量。采用Lora也可以实现测距和定位。LPWAN的电池使用寿命较长，对于那些需要发送少量数据的传感器和应用而言是真正做到了低功耗。 Lora定位和测距 LoRa测量距离是根据传输信号的空中传输时间而不是接收信号强度RSSI值，定位则可根据多点(网关)对一点(终端)的空中传输时间差的测量。其定位精度可达5m。 LoRa的频段选择 按理论来说，可以使用150 MHz 到 1 GHz频段中的任何频率。但是Semtech的LoRa芯片并不是所有的sub-GHz的频段都可以使用，在常用频段(如433MHz，470MHz~510MHz，780MHz以及欧美常用的868MHz和915MHz都属于常用频段)以外的一些频率并不能很好的支持。 三、LoRa技术的三大优势 LoRa的优势主要体现在以下几个方面： 1、大大的改善了接收的灵敏度，降低了功耗 高达157db的链路预算使其通信距离可达15公里(与环境有关)。其接收电流仅10mA，睡眠电流200nA，这大大延迟了电池的使用寿命。 2、基于该技术的网关/集中器支持多信道多数据速率的并行处理，系统容量大 网关是节点与IP网络之间的桥梁(通过2G/3G/4G或者Ethernet)。每个网关每天可以处理500万次各节点之间的通信(假设每次发送10Bytes，网络占用率10%)。如果把网关安装在现有移动通信基站的位置，发射功率20dBm(100mW)，那么在建筑密集的城市环境可以覆盖2公里左右，而在密度较低的郊区，覆盖范围可达10公里。 3、基于终端和集中器/网关的系统可以支持测距和定位。 LoRa对距离的测量是基于信号的空中传输时间而非传统的RSSI(Received Signal Sterngth Ind-ication)，而定位则基于多点(网关)对一点(节点)的空中传输时间差的测量。其定位精度可达5m(假设10km的范围)。 这些关键特征使得 LoRa技术非常适用于要求功耗低、距离远、大量连接以及定位跟踪等的物联网应用，如智能抄表、智能停车、车辆追踪、宠物跟踪、智慧农业、智慧工业、智慧城市、智慧社区等等应用和领域。 Read more.
物联网的人对人通信：用LoRa DIY一部双向呼叫器
━━━━ 如今，我们有很多方式来实现无线数据传输，Wi-Fi、蓝牙、Zigbee和蜂窝连接是比较常见的几种方式。不过还有一种较新的协议受到了越来越多的欢迎。LoRa能够在中等距离范围内提供低功率、低带宽通信，通信距离为2到15公里之间，具体取决于环境的复杂程度。 LoRa是为迅速发展的物联网而建立的，它使用扩频传输方式，将远程传感器和嵌入式设备与中心节点相连接。数据速率一般为0.3到27千比特/秒（kb/s），最高可达50 kb/s，传输距离越长，数据速率越低。 最初的LoRa主要用于机器间通信，后来，功率需求非常低的特点受到了其他应用发明者的喜爱。同某些人总想尝试新的硬件技术一样，我也在思考LoRa是否也能用于人与人之间的通信。其数据速率太低，无法实现语音通话，但能否在更古老的设备中发挥作用呢？我能不能制作一个LoRa双向呼叫器？虽然我是一名专注于天线分析的硬件工程师，但我对设计射频电路并不熟悉。所以我的第一步是购买2个安信可Ra-02 LoRa模块和2个基于ATmega328的微控制器，找出了我的电路实验板并进行了概念验证设计。不久，我就可以来回发送字母数字的字符串了，结果显示在一块84×48像素、原本用于诺基亚手机的液晶显示屏上。 当然，我们不能用电路实验板来进行现场试验，所以我设计了一个印刷电路板的原型，复制实验板的设计，还带有电池和一些控制按钮。测试时正值德国冬季，天太冷，我和伙伴不愿意在户外跑太远，但我们验证了能够在相距1公里外进行通信。寒冷的天气也带来了意想不到的问题：其中一个呼叫器由镍氢电池供电，另一个呼叫器由锂离子电池供电；镍氢电池能够很好地适应低温环境，但锂离子电池在低温环境中出现了电压下降，导致微控制器重启。 接下来，我要进行更精密的设计。更换屏幕的改进最明显，我把屏幕升级成为了一块128×64像素的液晶显示屏。此外，我还升级了微控制器。我需要更大的计算能力，但又要兼容Arduino的生态系统。所以我采用了很多“post-AVR”Arduino微控制器中都使用的SAMD21 Cortex M0。 我还将安信可模块换成了更易买到的RFM95W收发器。最终的设计还包括了一个用于静音振动的呼叫器马达、一个3路导航按键和一个SD卡适配器。这个第二代印刷电路板的许多精调工作都是为了确保收发器与天线的连线具有最优的50欧姆阻抗，幸好我有天线分析方面的经验。传输线在印刷电路板的另一侧使用了接地层，因此通过印刷电路板的厚度计算后得知，我的连线需要达到1毫米宽。我还调整了连接天线座和收发器模块的接地层，尽量获得最佳高频特性。 此外，印刷电路板的阻焊层我选择了时髦的黑色，这带来了一个意想不到的结果。用来焊接表面贴装组件的回焊炉用的是红外线加热器，我首次尝试在电路板焊接元件时，黑色的阻焊层比我常用的绿色印刷电路板加热要快得多。结果是产生了过热焊点的金黄色污点，我成了时尚的牺牲品。 在调整并正确组装了全部元件之后，我开始进行测试，并发现开关按钮控制器有一个问题：按下电源开关后，稳压电源开始为SAMD21微控制器提供3.3伏的电压。出于安全考虑，如果控制器没有在2秒之内收到处理器启动的确认信息，那么它就会切断电源，但是SAMD21需要2.5秒才能响应。仔细查看控制器的数据手册后，我找到了最终的解决方案。我在数据手册中发现了另一款可等待10秒的控制器。收到新的开关控制器后，我立刻用热风枪安装好了新的组件。 测试中又出现了另一个小故障：我连接到板载实时时钟的数据线颠倒了。添加实时时钟是为了记录当地时间，该实时时钟通过一个I2C连接装置与SAMD21连接。解决这个问题后，我制作的呼叫器完成了，我把它命名为“LoRaNicator”。 我对硬件设计比对编码更感兴趣，因此这个系统软件非常基础，仅限于用户之间交换文本信息。我希望其他人可以将LoRaNicator作为一个开放平台，利用这种基础架构简单的低功率通信方式创造出更复杂的应用。另外，为了使LoRaNicator硬件扩展更加简便，我想尝试增加一组外部引脚，用于连接GPS或其他传感器等I2C设备。 作者：Aleksej Lazarev Read more.
LoRa Q & A
介绍： LoRa是一种长距离、低功耗的无线射频通信技术，客户可以使用非授权频段架设、安全可控的私有物联网。 LoRa在全球范围持续高速增长，截至2020年1月，LoRa的连接节点超过了1.45亿个。从LoRa联盟的会员数量可以看出从事LoRa产品开发的公司数量也在迅速增长。LoRa联盟现有约500个会员，其中许多来自中国，例如阿里巴巴和腾讯。 以下是本问答文档中讨论的LoRa在中国的关键要点： LoRa符合中国工信部公告52号的所有要求： √ 限在建筑楼宇、住宅小区及村庄等小范围内组网应用； √ 任意时刻限单个信道发射； √ 民用计量设备应具有防干扰功能； √ 避免干扰当地的广播电台和电视台； √ 符合发射功率限值和发射功率频谱密度限值； √ 单次发射持续时间不超过1秒； √ 占用带宽不大于500kHz。 LoRa很安全 物理层的安全性： LoRa CSS技术可以在噪声以下20dB进行解调，普通设备很难检测和干扰LoRa信号。 网络层的安全性： 在本地收集，处理和存储数据。数据受网络所有者的完全控制，不会离开私有的网络。 应用层的安全性： 根据应用层的要求进行加密。应用层安全管理可以与网络层配合以实现应用层的整体安全性。对于使用LoRaWAN协议的中国客户，LoRaWAN协议通过在网络层和应用层进行加密，提供了强大的端到端安全性。 我们鼓励中国开发LoRa产品的厂商遵守当地安全法规并实施安全方案来满足客户的需求。 LoRa 产品研发和供应 在中国使用的LoRa芯片是由Semtech (International) AG 研发和供应的。 Semtech (International) AG是一家瑞士公司。 LoRa芯片的制造、组装和代理分销是在亚洲地区进行的。 此外，Semtech (International) AG已将其LoRa技术的某些制造权授权给了欧洲和亚洲的某些半导体公司，从而实现了LoRa芯片供应的多元化。 问题1：LoRa是什么？ LoRa是一个物理层的无线数字通信调制技术，称为扩频连续调频调制技术（ Chirp Modulation ）。常见的无线数字通信调制技术为FSK、ASK、PSK三种，运营商的NB-IoT、4G、5G以及Wi-Fi、蓝牙等几乎所有常见数字无线通信技术的物理层都是采用FSK、ASK、PSK这三种调制技术进行通信的。 LoRa只是一个物理层的调制技术，现在市面上的所有LoRa芯片，也只是完成简单的物理层工作。而市场上Wi-Fi、2G、3G、NB-IoT等其他芯片，都是带有自身协议栈的，为图1 OSI模型中的网络层+数据链路层+物理层。 图1 OSI网络分层示意图 问题2：LoRa的组网方式是什么？ LoRa只是物理层的一种调制技术，其组网方式可以根据不同的应用和需求而选择不同。实际应用中常见有：点对点、星状、树状、网状、Mesh等多种组网形式。 如图2所示，LoRa生态在国外主要是运营商使用的LPWAN技术LoRaWAN，而国内LoRa的主要应用为私有网和专有网，被称之为“长Wi-Fi”，使用方式和Wi-Fi完全相同。对比Wi-Fi，LoRa具有工作距离远、功耗低、传输速率低等特点。 LoRa的网络具有灵活性和便利性：按需部署，根据应用需要，规划和部署网络；根据现场环境，针对终端位置，合理部署网关和终端设备。网络的扩展十分简单，根据节点规模的变化，随时对覆盖进行增强或扩展。 同时LoRa可以独立组网：个人、企业或机构均可部署私有/专有网、企业网或行业网 (免License 频段)。大多数物联网应用都是区域性的，小规模网络即可解决问题。区域性的局域网络是公网有效且必要的补充。 图2 […] Read more.
LoRaWAN技术应用有哪些好处
物联网连接环境除了智能家庭联网和办公空间场景之外，许多物联网设备连接通信将是在远程环境下进行的，新环境下由于M2M传输覆盖范围限制这将导致无法访问以及需要进行电源连接，有鉴于此，广泛采用LPWA解决方案——LoRAWAN™和3GPP（LTE Cat M1和Cat NB1）的开放标准将专门针对这些物联网连接过程中遇到的障碍提供最优的解决方案支持。 物联网连接环境除了智能家庭联网和办公空间场景之外，许多物联网设备连接通信将是在远程环境下进行的，新环境下由于M2M传输覆盖范围限制这将导致无法访问以及需要进行电源连接，有鉴于此，广泛采用LPWA解决方案——LoRAWAN™和3GPP（LTE Cat M1和Cat NB1）的开放标准将专门针对这些物联网连接过程中遇到的障碍提供最优的解决方案支持。 LoRa™和LoRaWAN™释义 LoRaWAN™是一种流行且广泛部署的LPWA通信标准，在ISM（工业，科学，医疗）频段使用未经许可的无线电频谱，频率约为900MHz或430Mhz（世界各地的精确频率各不相同）。使用未经许可的频谱意味着公司可以轻松推出网络，并为企业提供专用网络。LoRaWAN定义了网络的通信协议和系统架构，而LoRa?则描述了无线电层。LoRa使用Chirp Spread Spectrum（CSS）调制，既节能又提供比传统替代品更长的范围。由于其范围和干扰的稳健性，CSS已经在军事和空间通信中使用了数十年，但是LoRa是第一个可用于商业用途的低成本实现。 LoRa网络具有星形布局，其中数百或数千个设备与连接到核心网络的网关以及最终的互联网进行双向通信。来自单个传感器或设备的信号由范围内的所有网关接收，这提高了可靠性并开辟了定位服务的可能性。该网络使用复杂的“自适应数据速率”算法来微调每个设备和网关之间的通信，以最小化功耗并最大化可靠性。 选择LoRaWAN有哪些好处 覆盖范围借助CSS和ADR，设备可以在开放区域与最远15公里范围的网关进行通信，在城市中可以与长达5公里的网关进行通信，这意味着单个网关可以覆盖700平方公里周围的所有设备。覆盖范围还延伸到室内，到达地下室或街道以下的服务管道。 1、低功耗与使用寿命 低功耗和低峰值电流需求，LoRaWAN数据传输和接收需要低电流（低于50 mA），大大降低了设备的功耗，一次充电可以使设备长达十年的使用寿命，大大降低了支持和维护成本。 2、节省成本 广泛的覆盖范围和相对较低的网关成本显着降低了LoRaWAN网络部署的成本。对于设备，通信模块的价格在10美元范围内，未经许可的频谱意味着连接的成本仅为1美元/年。 3、定位服务 由于来自特定设备的信号可以被多个网关接收，因此可以根据每个基站的信号强度和/或信号到达时间来计算设备的位置，从而实现网络 -基于位置的服务，可用于跟踪或对设备进行地理围栏。 4、深度穿透 LoRa无线电调制允许深度室内穿透，并增加了到达位于地下的水表或煤气表的传感器的能力。 5、无需获取任何频率许可 LoRaWAN网络部署在免费的ISM频段（EU 868，AS 923，US 915 Mhz）上，允许任何服务提供商或公司部署和运营LoRaWAN网络，而无需获得任何频率的许可证。 6、快速搭建和商用 LoRaWAN开放标准与无成本运行频率和低成本基站相结合，使运营商能够在短短几个月内以最少的投资推出网络。双向通信完全双向通信支持各种需要上行链路和下行链路的用例：例如，街道照明，智能灌溉，能源优化或家庭自动化。 7、一站式管理 LoRaWAN网络支持多种垂直解决方案，允许服务提供商使用一个平台和标准来管理各种用例，如智能建筑，精准农业，智能计量或智能城市。 LoRaWAN和3GPP技术的区别 对于许多要求，LPWAN要求最低成本和最低功率。在实际使用案例中（大约20条消息/天），LoRAWAN的功耗比LTE Cat NB1好5倍。所需的峰值电流降低了10倍–相当于电池尺寸减少了一个数量级，并且使用寿命延长了十年。 LoRaWAN和3GPP之间的另一个主要区别是使用未经许可的频谱。LoRaWAN允许在一个小区域内轻松部署具有数千台设备的“校园”网络（智能城市，智能建筑，智能机场，智能工厂）。企业网络可以完全在客户的控制之下，数据仍然是端到端加密的。 Read more.
LoRa网关在智慧农业应用
LoRa网关在智慧农业应用项目背景： 农作物对土壤环境及气候的要求非常严苛，特别是在其生长初期，气候的些许变化都很容易导致农作物死亡，造成不可避免的损失。这时，针对农作物的生长环境监测就显得尤为重要。近期，星纵智能携手合作伙伴在奥地利成功部署了一个基于LoRa网关通信技术的智慧农业项目——农作物环境监测。 关键词： 温度监测 （高温、雨雪、霜冻警告） 湿度监测 （细菌、病毒和真菌防护） 日照监测 （光合作用） 硬件信息： 星纵智能UG87-LoRa网关户外版 项目难点： 温度、湿度和日照量对于农作物的健康至关重要。复杂的土壤与气候环境数据需由各种传感器采集再上报，如何有效地收集与处理环境数据并及时作出对策成了项目的难点。 传统的有线连接方式不仅布线麻烦，而且项目成本高；基于LoRa技术的无线解决方案，可解决布线难题，降低部署成本； 星纵智能UG87-LoRa网关采用高质量户外天线，在空旷的环境下传输距离可达到10+公里，意味着可以覆盖更大的区域； 来自传感器的环境数据由UG87-LoRa网关通过高速4G网络发送至用户指定的网络服务器（NS），以进行近一步的开发应用。 方案部署： 步骤1：将UG87-LoRa网关安装在高处（如房顶），以获得更好的信号收发； 步骤2：将温湿度传感器、日照传感器安装在适宜的位置收集数据，并与网关建立通讯； 步骤3：传感器每30分钟上报数据到UG87-LoRa网关，网关将数据发送至The Things Network平台； 步骤4：通过开发，用户可以在后端程序应用上查看可视化的现场数据。 方案效益： 降低成本：该项目将大大减少用于农作物监测的时间与人力成本支出 提高生产：农场经营者能够根据可视化数据（温度，湿度，含水量，日照量等）迅速作出对应决策。 Read more.
LoRaWAN节点工作方式ClassB是什么
在前面的文章中，为大家介绍了什么是LoRaWAN节点工作方式ClassA/C，在这篇文章中，ClassB工作方式。此文来自小七老师，小七老师是腾讯云在线课堂物联网讲师。 LoRaWAN,工作方式,ClassB Class B中的B的就是Beacon的意思，Class B的节点除了在rx1和rx2接收NS的数据外，还可以在和NS同步完时间之后，周期性的打开一个接收窗口来接收NS发送给它的数据。 如何做到时间同步呢？网关通过连接GPS，获得GPS信息后，周期性的广播一条消息，这条消息，就叫做Beacon。节点通过获取Beacon来同步时间。 首先我们先来看看Beacon 默认的Beacon周期是128秒一次，Class B的节点，在没有同步到Beacon之前，只能工作在Class A模式下。节点在入网成功之后，先获取Beacon，获取到Beacon之后才能切换成Class B模式，否则，节点一直工作在Class A模式下。 在长时间运行中，节点内部时钟存在一定的偏差，所以节点需要周期性的获取Beacon，以消除内部时钟偏差对时间的影响。 节点锁定Beacon完成时间同步之后，如何和NS协商收发数据的时间点呢？在介绍NS和节点协商发送数据的时间点之前，我们先要了解，什么是Beacon Window，什么是Slot，什么是PingSlot，什么是pingNb，什么是pingPeriod。 从一个Beacon结束时间点开始算起，到下一个Beacon开始时间点，这段时间叫做Beacon Window，NS想要主动给节点发送数据的话，也只能在这个窗口期呢。 Beacon Window这段时间总共有122.88秒。LoRaWAN协议将这段时间平分成2的12次方份，也就是4096份。平均下来每份时长30ms，每30ms叫做一个Slot。NS和节点会在每一个约定好的Slot上通信，这个约定好的Slot叫做节点的PingSlot。 在一个Beacon Window时间窗内，NS可以主动给一个节点发送2的n次方条消息，n的取值范围是0<=n<=7的整数，这个2的n次方就是节点的pingNb。 我们再用4096除以PingNb，得到的就是这个节点的Ping周期，我们将Ping周期称为PingPeriod，Ping周期就是同一个Beacon Window内每个PingSlot相隔的时间。 节点会将PingNB发送给NS。节点和NS通过PingNB和节点的DevAddr就能计算出第一个PingSlot的时间了。然后节点就会每隔PingPeriod个Slot打开一个接收窗口。如果NS有数据发送给节点，就会在PingSlot时刻发送给节点。 到这里，NS和节点就能互相准确的知道双方在哪一个时刻接收发送消息了。 在接下来的文章中，将会继续分享更多的LoRaWAN相关知识，希望大家持续关注我们。 Read more.
什么是LoRaWAN节点工作方式ClassA/C
来源：瑞科慧联科技有限公司 在这篇文章中，将为和大家分享节点的三种工作方式中的ClassA和ClassC。此文来自小七老师，小七老师是腾讯云在线课堂物联网讲师。 LoRaWAN,LoRa节点 节点的工作方式总共分为三种，第一种叫Class A，A的全称是All，意思是所有LoRaWAN节点都必须支持该工作方式。第二种叫Class B，B的全称是Beacon，Class B工作方式的节点，可以周期性的接收NS发送的数据。第三种叫Class C，C的全称是Continuously，Class C工作方式的节点几乎是持续不断的打开接收窗口。对于LoRaWAN节点来说，所有的节点都必须支持Class A工作方式，Class B和Class C的工作方式是可选的，节点可支持可不支持。 下面我们来详细介绍下ClassA和ClassC工作方式。 LoRaWAN,节点,Class A 第二接收窗口，也就是RX2的接收速率和接收频率，LoRaWAN协议中对不同频段规定了默认值。例如中国的CN470频段，RX2默认的接收速率是DR0(Data Rate)，接收频率是505.3MHz。 RECEIVE_DELAY2的时间默认比RECEIVE_DELAY1多1秒。RECEIVE_DELAY1只有在发送Join Request的时候是5秒，此时RECEIVE_DELAY2就是6秒。其他时候RECEIVE_DELAY1默认都是1秒，RECEIVE_DELAY2是2秒。 如果NS想给Class A的节点发送消息，NS只能等待接收到节点的消息之后才能向节点发送消息。因为Class A的节点在发送消息之后才会打开两个接收窗口，其他时候Class A的节点是无法接收到NS下发的消息的。 Class B相对最复杂，我们先来介绍下class C，再介绍Class B。 Class C和Class A很相似。Class C的节点，在发送数据时间和开启RX1的时间以外的所有其他时间，RX2是一直开启的。 因为Class C节点的接收窗口是不关闭的，所以它几乎可以随时接收NS下发给它的消息。 在接下来的文章中，将会继续分享更多的LoRaWAN相关知识，希望大家持续关注我们。 Read more.
LoRa节点未注册，网关却收到数据之大揭秘
来源：瑞科慧联科技有限公司 为什么刚购买的节点还没有注册，就可以在网关上看到节点发送的上行数据，其实很多刚接触到LoRa的朋友都会有这样的疑问。 LoRa节点,LoRa网关 LoRa其实是一种无线信号传输，只要网关和节点处于同一个信道，网管就能接收到节点发送的数据。 这时候可能大家又会担心了，如果别人的网关可以接收到我们节点的数据，那我们的数据岂不就是被其他人窃取了么？ 节点在发送数据前，会对数据进行加密处理。所有网关收到的其实是节点加密后的数据，只有节点所属的NS，才能成功解析出该节点发送的数据。而其他NS就算拿到数据，也是无法解析出节点真实数据的。通过加密处理，保证了节点所发数据的安全性。 此文来自小七老师，小七老师是腾讯云在线课堂物联网讲师。 在接下来的文章中，将会继续分享更多的LoRa相关知识，希望大家持续关注我们。 Read more.
全面介绍LoRaWAN终端OTAA入网方式
在之前的文章中向大家介绍了LoRa终端OTAA与ABP入网方式工作原理区别介绍、在弱网区域下，LoRa终端的入网方式该如何选取。本文主要介绍了OTAA节点是如何入网的。此文来自小七老师，小七老师是腾讯云在线课堂物联网讲师。 OTAA,终端入网,LoRaWAN OTAA的全称是Over The Air Activation。它的入网步骤是这样的：节点发出的Join Request请求通过网关转发到服务器，也就是NS；NS会对该请求做一些判断处理之后，将Join Accept响应通过网关发送给节点。 网关的主要作用是将节点的数据与服务器的数据互相转发。服务器我们可以选择一些在线的服务器，比如TTN、腾讯云物联网开发平台等，我们也可以搭建开源的服务器，比如chirpstack，我们还可以购买一些已经内置了服务器的网关。 无论是TTN、腾讯云物联网开发平台、chirpstack还是内置服务器，基本上都是免费使用的。腾讯云物联网平台于2021年1月升级为部分收费的模式，1000台设备以内是免费使用的。 OTAA节点入网需要与NS有两次数据交互过程。一次是节点向NS发送join request请求，一次是NS向节点发送 join accept响应。在节点发送join request请求之前，我们需要准备OTAA节点的三个参数DevEUI、AppEUI和AppKey。在节点接收到join accept之后，节点需要成功解析join accept之后，才是入网成功，接下来对每一个步骤进行详细的说明。 对于OTAA节点，我们如何获取到DevEUI、AppEUI和AppKey这三个参数呢？有的厂商会在节点上贴一个二维码，通过扫描二维码可以获得这三个参数；有的厂商可以通过at指令来获取这三个参数，具体的at指令需要查看厂商提供的手册；还有的厂商只会将devEUI贴在节点上，然后将devEUI、appEUI和appKey通过其他方式发送给客户，以保证三个参数的安全性。 DevEUI就是节点的身份标识，就像我们每个人在企业中的工号一样。 AppEUI是应用ID，我们可以把AppEUI理解为企业中的部门名称。刚刚我们在前面提到过的几个NS服务器中，如果使用TTN服务器，需要配置AppEUI；如果使用腾讯云物联网平台或者chirpstack的话，对于AppEUI这个参数节点可以设置为任意值。 AppKey是节点用来计算会话秘钥的，节点使用AppKey从join accept中计算出会话秘钥NwkSKey和AppSKey用于节点入网成功之后的通信，这就是一个完整的入网请求流程。 节点发送Join request请求，通过网关透传转发给NS服务器。NS判断请求是否合法，合法的情况下，NS下发join accept消息到网关，网关再将消息发送给节点。节点收到join accept之后会从join accept中解析出devAddr、appSKey和nwkSKey，之后节点就可以使用解析后的这三个参数对数据进行加密发送给NS了。 我们通过举例说明Join request请求的报文格式，一个join request请求中包含了节点的AppEUI参数、DevEUI参数还有一个随机值参数，叫做DevNonce。 在LoRaWAN协议中，第一个字节称为Mac Header标志，简称为MHDR，用来表示消息类型。00固定表示这是一个join request消息。第二到第九这8个字节固定填充AppEUI，第十到第十七字节固定填充DevEUI，第十八十九字节就是一个随机值DevNonce。最后四个字节是对AppEUI、DevEUI和DevNonce这部分数据计算出的校验值。注意DevNonce这个参数，很多做开发的朋友踩过一个坑，都与这个DevNonce有关，等会儿和大家分享。 一个完整的Join accept消息格式如下。第一个字节是我们刚刚提到的MHDR协议头，Join accept消息的协议头固定是十六进制的0x20。然后依次是AppNonce，它是NS生成的一个随机数；NetID是NS的一个参数，可以简单理解成NS的ID；DevAddr就是NS为节点生成的一个短地址，节点Join成功之后DevAddr就成了节点在NS上的唯一身份标识，同一个NS中不会出现两个相同的DevAddr；DLSettings中配置了节点两个接收窗口的接收速率参数；RxDelay中配置了节点在发送数据完成之后间隔多长时间打开第一个接收窗口，这个值默认都是1秒；CFList是一个可选参数，它可以更改节点在入网成功之后的通信信道信息。 NS下发给节点的join accept消息是加密消息，需要节点先使用appKey解密之后才能拿到明文的JoinAccept报文。然后节点再使用DevNonce、AppKey和从Join accept中解析出来的appNonce计算出两个会话秘钥nwkSKey和appSKey。 一个完整的OTAA流程的交互报文我们已经介绍完了，在实际的使用中，大家在刚刚接触LoRaWAN的时候很容易遇到入网不成功的问题。入网不成功有多种可能的原因，将原因主要总结为以下三点： 第一，在NS上注册的节点三参数与节点配置的三个参数不匹配导致。如果devEUI或者AppEUI配置不一致的话，服务器就不会下发Join Accept消息；如果AppKey配置不一致的话，就会导致节点无法成功解析Join Accept消息。这个不匹配主要是人为因素，一般是因为用户将参数填写错误导致的，相对容易排查到。 第二，节点发送的Join Request请求网关没有接收到，一般是硬件故障或者是环境导致无线信号特别差引起的。硬件出现故障的概率比较低，一般需要重点检查是不是无线信号较差，可以考虑将节点与网关的距离设置的近一点、或者尽量清除节点与网关之间的障碍物，然后再进行尝试。 第三，还有一个很少见的原因也极不容易排查到。很多开发者可能在刚刚学习阶段会将Join Request中的各个参数在代码中写死，Devnonce在代码中设置成了固定值，这种做法，将导致第一次Join成功之后再重新Join始终无法成功，这就是我们前面提到的Devnonce引出的一个坑。 NS会有一个缓存机制，会保存同一个节点每次Join request消息中的Devnonce，在一定时间内，如果同一个节点入网请求消息中的Devnonce与NS缓存中的Devnonce雷同，那么NS会拒绝该终端的本次入网请求。NS这么处理是为了保证节点的数据安全性。只要更改Devnonce的值，节点就能重新成功入网了。 在接下来的文章中，将会继续分享更多的LoRa相关知识，希望大家持续关注我们。 Read more.
千呼万唤始出来，ART-Pi LoRa开发套件正式发售
描述 ART-Pi LoRa上线开售 随着国内物联网产业的蓬勃发展，RT-Thread国产开源操作系统开始被大量开发者使用，成为目前国产RTOS中用户群最大的一个，开发者生态也最为活跃。 基于此，利尔达科技与睿赛德科技联合出品了一套面向物联网开发者的 LoRa 产品原型设计工具包——ART-Pi LoRa开发套件。 ART-Pi LoRa开发套件(EVKM0201)支持利尔达全系LoRa节点与网关模块，拥有丰富的可选配件，用户可按需选配，能非常方便地发挥开发者的创意，搭积木式快速打造基于LoRa、LoRaWAN等协议的产品原型，轻松实现多种物联网功能场景搭建。精心筹备数月，近日广受期待的ART-Pi LoRa终于在利尔达官网、利尔达淘宝旗舰店、睿赛德官方运营店等渠道正式上线开售。 优势特点 “利尔达科技与睿赛德科技联合设立研发团队，对市面上现有的物联网开发套件进行综合调研，不断攻克技术难关，经多次实验后开发生产出具有多种优点、高性价比的ART-Pi LoRa开发套件，能满足物联网开发者、科研工作者、高校教师等多方面的实际需求。” 1 硬件兼容：支持ART-Pi、Arduino、树莓派等主流开源硬件。 2 系统稳定：搭载RT-Thread国产操作系统，在国内有成熟的平台，用户群体大，开发者生态活跃。 3 易于开发：通过成熟可靠的LoRa射频硬件，开发者可专注于应用开发。 4 云端服务：开放LoRaWAN云平台，便于接入设备，对数据进行管理维护。 5 LoRa技术：多年射频技术沉淀，可适配利尔达全系LoRa模组硬件。 6 开源平台：开源RT-Thread OS、开源LoRa / LoRaWAN 示例应用。 产品框架 ●LRS007多功能扩展板 根据ART-Pi开源硬件平台量身设计，预留了多种接口。可支持利尔达LoRa网关模组（PCIe接口）、LoRa SPI节点模组、LoRaWAN透传节点模组。 ●LoRa网关模组 采用新一代LoRa网关基带芯片SX1302，搭配SX1250射频前端芯片，可轻松搭建出高性能LoRaWAN网关。 *PCI-E接口加螺丝固定，即插即用，方便更换 *SPI接口，整体体积较小，占用空间小 *功耗低，发热少，对客户散热设计要求低 *板载高精度温度传感器（I2C接口） *预留LBT(Listen Before Talk)功能 *更高的射频数据解调能力(支持SF5-SF12) *支持国标、欧标、美标三个版本 ●RF开发板 采用STM32L4作为主控芯片，板子包含按键、LED灯、蜂鸣器、串口调试、显示屏等多种功能，预留外部IO，便于用户开发使用。 ●LoRa节点模组 LoRa节点模块转接板可用于搭配不同尺寸节点模块使用，目前可支持利尔达全系节点模组。（选型网址：wsn.lierda.com，点击链接即可直达） ●LoRaWAN云平台 由利尔达科技集团自主设计开发的LoRaWAN云平台，用户可根据实际应用场景，个性化完成设备管理与维护。 *支持LoRaWAN协议1.0.2 *支持CN470PEU868AS923等区域规范 *支持接入利尔达TEKTELIC等 *支持UDPTCP协议的LoRaWAN网关 […] Read more.