LoRa是什么

LoRa是什么

LoRa 是LPWAN通信技术中的一种

LoRa 是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案

LoRa调制

LoRa 采用 CSS线性扩频调频,使用线性脉冲对信息进行编码

  • 其他数字无线调制
    ASK 幅移键控

LoRa调制参数

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  • 速率 DR
  • 扩频因子 SF
  • 调制带宽 BW
  • 编码率 CR

LoRa WAN 网络

LoRa技术框图

如图所示,LoRa是物理(PHY)层,即用于创建远程通信链路的无线调制。LoRaWAN是一种开放式网络协议,可提供由LoRa联盟标准化和维护的安全双向通信,移动性和本地化服务

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LoRa WAN网络组成

终端(LoRa模块)、网关(或称基站)、NS(网络服务器)、应用服务器4个部分。

请添加图片描述

终端和基站之间采用星型网络拓扑结构

终端节点可以同时发给多个基站。基站则对NS和终端之间的LoRaWAN协议数据做转发处理,将LoRaWAN数据分别承载在了LoRa射频传输和Tcp/IP上

LoRaWan并不是一个完整的通信协议,因为它只定义了物理层(LoRa终端)和链路层(LoRa终端,LoRaWan)

LoRa终端设备划分成A/B/C三类

Class A:网关无法实时把数据给节点,只有节点上传数据时,节点打开一个短暂的接收窗口,才能接收网关的数据。

Class B:网关和节点进行时间同步,节点在约定的时间打开接收窗口,此时网关可以 发送数据。节点可以随时上传数据给网关。

Class C:节点持续打开接收模式,网关可以随时给节点下发数据。

### LoRa 技术定义 LoRa 是一种基于扩频调制技术的低功耗广域网(LPWAN, Low Power Wide Area Network)通信协议,由 Semtech 公司开发。它通过采用线性调频扩展频谱(Chirp Spread Spectrum, CSS)技术实现远距离传输和低功耗运行。这种技术允许设备在较低带宽下工作,从而延长电池寿命并扩大覆盖范围。 --- ### LoRa 的关键技术特点 #### 1. **长距离传输** - LoRa 支持高达数十公里的通信距离(视环境而定),这使其非常适合偏远地区或城市中的物联网应用[^2]。 #### 2. **低功耗** - 设备可以在极低功率条件下运行多年,这对于依赖电池供电的应用场景尤为重要。例如,传感器节点可以仅依靠小型电池持续工作长达十年以上。 #### 3. **高容量支持** - 单个网关能够连接数千台终端设备,极大地提高了系统的可扩展性和经济效率。这一特性使得大规模部署成为可能,尤其是在密集的城市区域或多点分布的农村环境中[^1]。 #### 4. **双向通信能力** - 不同于一些单向广播型 LPWAN 解决方案,LoRa 提供了完整的上下行链路功能,便于实时数据交换和服务控制命令下发。 #### 5. **地理定位无需 GPS** - 利用多基站接收信号的时间差计算位置信息,减少了额外硬件成本的同时也降低了整体能耗需求[^1]。 #### 6. **开放标准与生态系统** - LoRa 背后的推动力量——LoRa Alliance 推出了全球统一规范 LoRaWAN™ ,促进了跨厂商互操作性的增强;目前已有超过一百五十家企业加入该联盟共同推动行业发展。 --- ### LoRa 的典型应用场景 鉴于上述优势特征,LoRa 已经成功应用于多个垂直市场领域: - **智能抄表**:远程监控水电气用量情况,减少人工巡检频率; - **智慧农业**:监测土壤湿度、空气温湿度等参数指导灌溉施肥作业; - **资产追踪管理**:物流运输过程中的货物状态更新报告服务; - **公共安全防护**:火灾报警器触发通知消防部门快速响应机制; - **智能家居/楼宇自动化控制系统集成接口模块设计思路探讨**等等不胜枚举的实际案例证明了这项新兴无线通讯手段的巨大潜力价值所在[^1]。 ```python # 示例代码展示如何初始化一个简单的 LoRa 发送端程序 (伪代码) import lora_module def setup_lora(): module = lora_module.LoRa() module.set_frequency(915e6) # 设置频率为 915 MHz module.set_spreading_factor(7) # 配置扩频因子 SF7 return module lora_device = setup_lora() message = "Hello from LoRa!" lora_device.send(message) print(f"Sent message: {message}") ``` --- ###
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