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物联网技术前沿--LPWAN技术探讨

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出0入0汤圆

发表于 2016-1-7 17:17:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 seasonblue 于 2016-1-7 17:36 编辑

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

3.我们的开发探索
我们团队目前基于loRa技术开发出一款半双工的基站,采用Semtech 1301芯片,8个上行,1个下行,发射功率20dbm,接受灵敏度最低-142dbm,基站图片如下:

模块图片如下:

我们在不同场景下做了实测:



LoRa系列通信产品和运营商2G/3G/4G通信产品的优劣势比较:


以上是最近做的一些事情,拿来和大家分享,听听各位大牛的意见。

论坛上的相关帖子:
http://www.amobbs.com/forum.php? ... ighlight=1276SX1276 SX1278 LORA模式 无线唤醒 功耗
http://www.amobbs.com/forum.php? ... &highlight=1276 SX1276 SX1278 扩频 无线通讯模块
http://www.amobbs.com/forum.php? ... mp;highlight=127613年精选RFIC对比,实测持续更新(SI4463/SX1276/CC1125/AX5043)



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阿莫论坛20周年了!感谢大家的支持与爱护!!

一只鸟敢站在脆弱的枝条上歇脚,它依仗的不是枝条不会断,而是自己有翅膀,会飞。

出0入0汤圆

发表于 2016-1-7 18:01:14 | 显示全部楼层
如果是全双工该多好啊

出0入0汤圆

发表于 2016-1-7 18:01:36 | 显示全部楼层
目前国内有哪些企业在做这个呢?

出0入0汤圆

发表于 2016-1-7 19:01:44 | 显示全部楼层
前排膜拜。。

出0入0汤圆

发表于 2016-1-7 19:20:44 | 显示全部楼层
wifi 马上有900M 频率了,超低功耗,远距离,你这个运行在什么频段?

出0入0汤圆

发表于 2016-1-7 19:25:48 | 显示全部楼层
topdreams 发表于 2016-1-7 19:23
这个900貌似不是gprs的900!

HaLow采用了900MHz频段  WiFi联盟本周正式发布了802.11ah WiFi标准,即“HaLow”。这一技术适合低功耗、长距离的物联网设备。

出0入0汤圆

发表于 2016-1-7 20:43:27 | 显示全部楼层
学习了~功耗和速率怎么样呢

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-1-8 09:13:44 | 显示全部楼层
Vmao 发表于 2016-1-7 19:20
wifi 马上有900M 频率了,超低功耗,远距离,你这个运行在什么频段?

这个是1GHZ以下的,160M到9百多M好像。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-1-8 09:14:47 | 显示全部楼层
伍师傅32 发表于 2016-1-7 18:01
目前国内有哪些企业在做这个呢?

国内目前有非常多的企业在做这个。甚至周立功都做LoRa模块了。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-1-8 09:22:56 | 显示全部楼层
Vmao 发表于 2016-1-7 19:25
HaLow采用了900MHz频段  WiFi联盟本周正式发布了802.11ah WiFi标准,即“HaLow”。这一技术适合低功耗、 ...

Halow的通信距离应该没有LoRa远,它只是常规2.4GWiFi的两倍。LoRa的通信距离是按公里来算的。这个可能跟无线调制以及频段有关系。

出0入0汤圆

发表于 2016-1-8 09:47:56 | 显示全部楼层
刚开始学习,支持一下

出0入0汤圆

发表于 2016-1-8 09:48:26 | 显示全部楼层
水表远程抄表的应用有做过测试吗?

出0入0汤圆

发表于 2016-1-8 09:53:44 | 显示全部楼层
这东西看了好久了,大量运用成本还受不了。

出0入25汤圆

发表于 2016-1-8 09:54:54 | 显示全部楼层
带宽呢?

出0入0汤圆

发表于 2016-1-8 10:03:30 | 显示全部楼层
功耗低。。。

出0入0汤圆

发表于 2016-1-8 10:06:37 来自手机 | 显示全部楼层
没看明白你到底要说啥,具体通信,频率,功率,功耗,带宽,调制方式,通信仲裁。。。。一句核心的都提

出0入0汤圆

发表于 2016-1-8 10:15:45 | 显示全部楼层
900M 的802.11ah发布了。

可能要统一天下吧。

出0入0汤圆

发表于 2016-1-8 10:18:33 | 显示全部楼层
Vmao 发表于 2016-1-7 19:20
wifi 马上有900M 频率了,超低功耗,远距离,你这个运行在什么频段?

真的假的?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-1-8 10:22:36 | 显示全部楼层
techCY 发表于 2016-1-8 09:48
水表远程抄表的应用有做过测试吗?

有,LoRa目前在三表的应用前景很广,应该说目前在国内就是三表方向的出货量最大。我们做过小区的覆盖测试,信号的穿透性不错。半径两公里的小区基本都能覆盖。

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 楼主| 发表于 2016-1-8 10:23:31 | 显示全部楼层

单个信道为200KHz

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-1-8 10:24:46 | 显示全部楼层
vmalloc 发表于 2016-1-8 09:53
这东西看了好久了,大量运用成本还受不了。

毕竟是14年才出的技术,成本是有点高,但是随着应用越来越多,成本肯定会降下来的。

出0入0汤圆

发表于 2016-1-8 10:38:04 | 显示全部楼层
关注一下

出0入0汤圆

发表于 2016-1-8 11:22:52 | 显示全部楼层
八月科技?

出0入0汤圆

发表于 2016-1-8 11:32:55 | 显示全部楼层
seasonblue 发表于 2016-1-8 10:22
有,LoRa目前在三表的应用前景很广,应该说目前在国内就是三表方向的出货量最大。我们做过小区的覆盖测试 ...



盲点的问题怎么解决,基本覆盖和完全覆盖是完全不同的两个概念。  使用过的都知道, 1公里外的一个点可以正常通信,但是偏偏在离基站只有300米的几个节点缺通信不上。
这在实际的应用的过程中是无法避免的,也是很头痛的问题。

基本、、  基本  基本, 最怕的就是这个字眼了

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-1-8 13:28:07 | 显示全部楼层

是的,请问你是?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-1-8 13:31:26 | 显示全部楼层
avr_c 发表于 2016-1-8 11:32
盲点的问题怎么解决,基本覆盖和完全覆盖是完全不同的两个概念。  使用过的都知道, 1公里外的一个点可 ...

两个方式解决你所的问题:
1. 如果信号能够覆盖3公里,为了保证稳定通信,使网络覆盖1公里即可,这样1公里内的通信信号是非常好的。
2. 如果有一些地方被信号隔离了,比如电梯,则使用小基站增加信号覆盖即可。

出0入0汤圆

发表于 2016-1-8 14:04:26 | 显示全部楼层
天线能做小点么,做成内置式天线?

出0入0汤圆

发表于 2016-1-8 14:19:54 | 显示全部楼层
Vmao 发表于 2016-1-7 19:25
HaLow采用了900MHz频段  WiFi联盟本周正式发布了802.11ah WiFi标准,即“HaLow”。这一技术适合低功耗、 ...

WIFI也出900M了?

出0入0汤圆

发表于 2016-1-8 14:44:41 | 显示全部楼层
一个基站能接入多少个水表?抄表成功率是多少?

出0入0汤圆

发表于 2016-1-8 15:37:51 来自手机 | 显示全部楼层
基于我之前的项目需求,问几个问题,同时支持多少模块,多大通信速率,占用多大无线带宽,比如我现场有几百个点,不同的速率,能支持吗?要求实时性很好,有的模块是移动的

出0入0汤圆

发表于 2016-1-8 16:56:06 | 显示全部楼层
牛! 8个上行,1个下行  之前 看到坛里用SX1278之间有信道干扰,信道之间干扰怎么处理的?谢谢!

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-1-9 10:18:10 | 显示全部楼层
sddp001 发表于 2016-1-8 15:37
基于我之前的项目需求,问几个问题,同时支持多少模块,多大通信速率,占用多大无线带宽,比如我现场有几百 ...

你好,之前的场景测试是能同时支持500个节点,每个节点的发包间隔1分钟。通信带宽是按信道来算的,一个信道有200KHz,如果应用要求接入节点多,则使用多个1301来满足多信道的通信(比如433Mhz有几M的带宽)。通信速率300~50Kbps。该系统的通信速率较低,加上较复杂的通信机制,目前无法满足实时控制的要求。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-1-9 10:20:48 | 显示全部楼层
2012Ehome 发表于 2016-1-8 16:56
牛! 8个上行,1个下行  之前 看到坛里用SX1278之间有信道干扰,信道之间干扰怎么处理的?谢谢! ...

由于LoRa是一种扩频调试技术,所以它会对相邻信道产生一定的影响,但是只要你的信道划分清晰,通信机制合理,相邻信道间的干扰非常小,基本上不影响多信道通信。

出0入0汤圆

发表于 2016-1-9 11:12:56 | 显示全部楼层
这个频段需要无委会审批不?

出0入0汤圆

发表于 2016-1-9 12:53:29 | 显示全部楼层
保持关注

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-1-9 13:33:41 | 显示全部楼层
kaixinlaohe 发表于 2016-1-9 11:12
这个频段需要无委会审批不?

ISM公用频段

出0入0汤圆

发表于 2016-4-27 12:54:59 | 显示全部楼层
不知道楼主这里的基站用的是什么方案呢?sx1301+arm11?

出0入0汤圆

发表于 2016-8-19 16:37:34 | 显示全部楼层
这样一个小基站大概多少钱?

出0入0汤圆

发表于 2016-8-19 17:57:01 来自手机 | 显示全部楼层
记号 关注

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-8-20 16:07:13 | 显示全部楼层
Vampireyifeng 发表于 2016-4-27 12:54
不知道楼主这里的基站用的是什么方案呢?sx1301+arm11?

基站有多种方案,1301是其中的一种,系统采用RTOS。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-8-20 16:07:48 | 显示全部楼层
stevencheng 发表于 2016-8-19 16:37
这样一个小基站大概多少钱?

小基站6千元左右

出0入0汤圆

发表于 2016-10-17 12:22:19 | 显示全部楼层
留个脚印再说

出0入0汤圆

发表于 2016-11-2 14:07:03 | 显示全部楼层
您好,楼主我们对您的Lora很刚兴趣。能留下联系方式吗?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-11-4 18:09:28 | 显示全部楼层
SunriseMe 发表于 2016-11-2 14:07
您好,楼主我们对您的Lora很刚兴趣。能留下联系方式吗?

可以加我QQ77822782,请注明出处

出0入0汤圆

发表于 2016-11-4 23:06:08 | 显示全部楼层
想知道远距离传输视频用什么方案

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-11-7 11:53:17 | 显示全部楼层
xxc007 发表于 2016-11-4 23:06
想知道远距离传输视频用什么方案

大功率WiFi或者4G吧

出0入0汤圆

发表于 2016-11-7 20:47:47 | 显示全部楼层
这段时间正要搞这个,加班回去之后,好好看看

出0入0汤圆

发表于 2016-11-22 13:11:41 | 显示全部楼层
1301官网好像没有下载资料

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-11-22 13:52:58 | 显示全部楼层
gyd0317 发表于 2016-11-22 13:11
1301官网好像没有下载资料

1301 Semtech不对一般客户开放

出0入0汤圆

发表于 2016-11-22 15:24:23 | 显示全部楼层
怪不得google上先搜索不到

出0入0汤圆

发表于 2016-11-30 16:08:17 | 显示全部楼层
mark,很少看见有着方面的帖子。“8个上行,1个下行”只能单向通信吗?半双工都做不到?只能组成星型拓扑吗?网型拓扑行吗?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-12-1 15:31:57 | 显示全部楼层
liangzanyao 发表于 2016-11-30 16:08
mark,很少看见有着方面的帖子。“8个上行,1个下行”只能单向通信吗?半双工都做不到?只能组成星型拓扑吗 ...

以上行为主,少量下行可以。目前LoRaWAN只支持简单星状网络。

出0入4汤圆

发表于 2016-12-9 20:13:59 来自手机 | 显示全部楼层
lora 最近好像很火。物联网的概念讲了那么多年什么时候爆发呢?

出0入0汤圆

发表于 2016-12-23 09:52:30 | 显示全部楼层
楼主这网关做的如何了,,,,是八月科技吗?


商城看卖的开发套件,好贵哦,,,几万块一套。

出0入0汤圆

发表于 2017-2-9 11:08:27 | 显示全部楼层
通过lorawan协议实现8个上行,1个下行?

出0入4汤圆

发表于 2017-2-9 11:22:06 | 显示全部楼层
楼主主控用了什么芯片做?

出0入0汤圆

发表于 2017-2-9 12:11:19 | 显示全部楼层
很牛的样子

出0入0汤圆

发表于 2018-9-5 09:36:14 | 显示全部楼层
MARK,学习了!
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