物联网技术前沿--LPWAN技术探讨
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?mod=viewthread&tid=5628053&highlight=1276SX1276 SX1278 LORA模式 无线唤醒 功耗
http://www.amobbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=5611449&highlight=1276 SX1276 SX1278 扩频 无线通讯模块
http://www.amobbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=5561281&highlight=127613年精选RFIC对比，实测持续更新(SI4463/SX1276/CC1125/AX5043)
如果是全双工该多好啊 目前国内有哪些企业在做这个呢？ 前排膜拜。。 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？ 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。 学习了~功耗和速率怎么样呢 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。 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。 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。 刚开始学习，支持一下 水表远程抄表的应用有做过测试吗？ 这东西看了好久了，大量运用成本还受不了。 带宽呢？ 功耗低。。。 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 900M 的802.11ah发布了。
可能要统一天下吧。 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？ 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。 墨非 发表于 2016-1-8 09:54
带宽呢？
单个信道为200KHz 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。 关注一下 八月科技？ 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 棋间卒 发表于 2016-1-8 11:22
八月科技？
是的，请问你是？ 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。 天线能做小点么，做成内置式天线？ 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？ 一个基站能接入多少个水表？抄表成功率是多少？ 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 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！ 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。 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。 这个频段需要无委会审批不？ 保持关注{:handshake:} 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 不知道楼主这里的基站用的是什么方案呢？sx1301+arm11？ 这样一个小基站大概多少钱？ 记号 关注 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。 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 留个脚印再说 您好，楼主我们对您的Lora很刚兴趣。能留下联系方式吗？ 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 想知道远距离传输视频用什么方案 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 这段时间正要搞这个，加班回去之后，好好看看 1301官网好像没有下载资料 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 怪不得google上先搜索不到 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？ 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。 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？ 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。 通过lorawan协议实现8个上行，1个下行？ 楼主主控用了什么芯片做？ 很牛的样子 MARK，学习了！
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