39、LoRa、LPWA技术：从交通监测到网络安全的全面解析

LoRa、LPWA技术：从交通监测到网络安全的全面解析

1. LoRa在交通监测系统中的应用

1.1 系统性能与实时处理

在交通监测系统中，LoRa作为一种长距离、低功耗的无线通信技术，与边缘和雾计算相结合，展现出了良好的性能。模型加载时间明显降低，尽管这对性能的影响较小，因为它仅在启动时执行一次。在实际应用中，边缘和雾层之间的LoRa链路是实时操作的主要限制因素。对于边缘设备来说，每秒处理1 - 2帧足以满足实际应用需求，而所提出的算法处理速度足够快，能够满足这一要求。

1.2 LoRa系统设计考虑因素

在设计基于LoRa的系统时，需要考虑应用需求和法规。理论上，基于LoRa的模块能够达到250 kbps的数据传输速率，但实际传输中的数据速率要低得多。传输范围也因场景和应用环境而异，通常在1 - 5公里之间。例如，在有多层建筑的城市环境中，传输范围可能为1 - 2公里。

1.3 LoRa的安全问题与解决方案

LoRa与其他无线通信协议一样，容易受到数据包注入攻击。第三方可以在网关附近模拟LoRa发送节点，注入大量数据，导致传感器节点发送的实际数据无法到达网关。由于LoRa本身没有安全机制，因此需要为LoRa网络应用安全方法。例如，LoRaWAN采用AES - 128对通过LoRa传输的数据包进行加密。AES - 128的优点是在传感器节点和网关实现和运行时所需的资源（如硬件和能源消耗）较少，但它并非高度安全的机制。应用复杂的安全机制会因大量计算导致能耗增加，因此系统管理员需要根据应用选择合适的安全机制。

1.4 系统架构与算法优势

所提出的系统架构将LoRa与边缘