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LoRa无线技术介绍

作者:南京精灵智控科技有限公司 浏览: 发表时间:2022-02-24 09:55:01

什么是LoRa

LoRa是semtech公司创建的低功耗局域网无线标准,低功耗一般很难覆盖远距离,远距离一般功耗高,要想马儿不吃草还要跑得远,好像难以办到。LoRa的名字就是远距离无线电(Long Range Radio),它***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,它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。


LoRa的特性

传输距离:城镇可达2-5 Km , 郊区可达15 Km 。工作频率:ISM 频段 包括433、868、915 MH等。标准:IEEE 802.15.4g。调制方式:基于扩频技术,线性调制扩频(CSS)的一个变种,具有前向纠错(FEC)能力,semtech公司私有专利技术。容量:一个LoRa网关可以连接上千上万个LoRa节点。电池寿命:长达10年。安全:AES128加密。传输速率:几百到几十Kbps,速率越低传输距离越长,这很像一个人挑东西,挑的多走不太远,少了可以走远。


LoRa和LoRaWan

LoRa和LoRaWan很容易混淆。

LoRaWan协议栈

上图可以看出,LoRa是LoRaWan的一个子集,LoRa仅仅包括物理层定义,LoRaWan还包括了链路层。

LoRaWan网络架构

这张图片是LoRaWan的网络架构图,左边是各种应用传感器,包括智能水表,智能垃圾桶,物流跟踪,自动贩卖机等,它右边是LoRaWan网关,网关转换协议,把LoRa传感器的数据转换为TCP/IP的格式发送到Internet上。LoRa网关用于远距离星型架构,是多信道、多调制收发、可多信道同时解调。由于LoRa的特性可以同一信道上同时多信号解调。网关使用不同于终端节点的RF器件,具有更高的容量,作为一个透明网桥在终端设备和中心网络服务器间中继消息。网关通过标准IP连接连接到网络服务器,终端设备使用单播的无线通信报文到一个或多个网关。

其实LoRaWan并不是一个完整的通信协议,因为它只定义了物理层和链路层,网络层和传输层没有,功能也并不完善,没有漫游,没有组网管理等通信协议的主要功能。


Lora物理帧结构

LoRa的报文分为上行和下行。上行是从传感器到LoRa网关的,下行是LoRa网关到传感器的,仅仅作为回复。

上行报文

上图是上行报文,包括一个前导码,包头和包头的CRC值,后面是数据,***是CRC校验。

下行报文


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