2、大规模物联网：技术、应用与挑战

大规模物联网：技术、应用与挑战

1. 低功耗广域网（LPWANs）概述

低功耗广域网（LPWANs）包含了具有共同特性的一系列技术，其特点如下：
- 可扩展性：支持大量连接。
- 远距离：通信范围可达数十公里。
- 低功耗：设备采用电池供电，使用寿命可达20年。
- 低成本：使用免授权频段、简单的硬件设计和轻量级协议，结合星型或网状拓扑结构，降低了基础设施和设备成本。

2. 大规模物联网的应用场景

大规模物联网在众多行业和社会领域有着广泛的应用，以下是一些典型的用例：
| 应用领域 | 具体应用场景 |
| — | — |
| 智能计量 | 电力、水或天然气的智能计量，设备需定期向远程服务器或云端更新消费读数，还能在停电时进入报警模式并接收远程请求或命令。 |
| 电子健康 | 生命体征监测和可穿戴设备可能需要每分钟甚至每秒更新数据，要求可靠的连接并增加网络流量。在大型医疗设施中，还可实现实时定位和跟踪。 |
| 智能农业 | 包括气候监测、精准农业、作物管理和牲畜跟踪等，传感器定期收集和传输数据，部分应用还需上传图像，对吞吐量要求较高。 |
| 智能城市 | 涵盖连接的公共交通、交通监测和管理、废物管理、智能照明等。 |
| 智能建筑 | 设备监测、电梯、废物、能源和空间管理，以及光、空气、噪音监测等。 |
| 智能家居 | 智能照明、供暖、通风、空气监测与控制，以及安全与监控等。 |

3. 关键技术

3.1 LoRa

LoRa是一种专有的长距离、低功耗通信技术，工作在低于1GHz的免授权