LoRa是semtech公司開發(fā)的一種低功耗局域網(wǎng)無線標(biāo)準(zhǔn)，其名稱“LoRa”是遠(yuǎn)距離無線電(Long Range Radio)，它最大特點(diǎn)就是在同樣的功耗條件下比其他無線方式傳播的距離更遠(yuǎn)，實(shí)現(xiàn)了低功耗和遠(yuǎn)距離的統(tǒng)一，它在同樣的功耗下比傳統(tǒng)的無線射頻通信距離擴(kuò)大3-5倍。

LoRa是基于Semtech公司開發(fā)的一種低功耗局域網(wǎng)無線標(biāo)準(zhǔn)，其目的是為了解決功耗與傳輸難覆蓋距離的矛盾問題。一般情況下，低功耗則傳輸距離近，高功耗則傳輸距離遠(yuǎn)，通過開發(fā)出LoRa技術(shù)，解決了在同樣的功耗條件下比其他無線方式傳播的距離更遠(yuǎn)的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了低功耗和遠(yuǎn)距離的統(tǒng)一。LoRa實(shí)際上是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的無線平臺(tái)。Semtech的LoRa芯片組將傳感器連接到云端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和分析的實(shí)時(shí)通信，從而提高效率和生產(chǎn)率。

來自市場(chǎng)研究公司Omdia的最新報(bào)告顯示，首爾市政府發(fā)起了一項(xiàng)計(jì)劃，到2023年將在韓國(guó)首爾實(shí)施全市范圍內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)部署。首爾市政府此舉意在提升市民的生活方式，并為企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)收集數(shù)據(jù)，以開發(fā)更多的創(chuàng)新用例。這個(gè)公共物聯(lián)網(wǎng)的骨干是在整個(gè)城市中部署一個(gè)LoRa網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)在公共設(shè)施中將安裝1000個(gè)基站。Omdia分析師認(rèn)為，LoRa網(wǎng)絡(luò)的部署將使企業(yè)和開發(fā)者能夠在首爾引入更多的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，并將其置于智慧城市技術(shù)創(chuàng)新的前沿。

韓國(guó)首都首爾在智慧城市計(jì)劃發(fā)展方面絕非新手，尤其是在采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面。例如，2019年3月，首爾啟動(dòng)了一項(xiàng)智慧城市計(jì)劃，到2022年之前將投入大約1.4萬億韓元(當(dāng)時(shí)合11.9億美元)的資金。該計(jì)劃的一部分內(nèi)容包括在首爾全市范圍安裝5萬個(gè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器，以收集粉塵、噪音、風(fēng)和光源等方面的信息。這座城市隨后將利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，并開發(fā)智慧城市解決方案。

在全市范圍內(nèi)部署智能燈桿：這些智能燈桿配備物聯(lián)網(wǎng)傳感器、智能閉路電視和公共Wi-Fi，可以作為路燈/交通燈。它們?cè)诔鞘兄邪缪葜嘀亟巧?，包括為市民提供便利的街道設(shè)施、無人機(jī)基站和災(zāi)害監(jiān)測(cè)站等。

·監(jiān)控有風(fēng)險(xiǎn)的建筑物：物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈將通過傳感器的形式，對(duì)住宅區(qū)附近的破舊建筑物和斜坡進(jìn)行全天候監(jiān)控，以降低潛在風(fēng)險(xiǎn)。試點(diǎn)測(cè)試于2021年2月在46座建筑上開始，2022年將再增加824座建筑。

·部署無人機(jī)來應(yīng)對(duì)空氣污染：部署無人機(jī)和測(cè)量車輛來監(jiān)測(cè)城市內(nèi)的粉塵排放，特別是在建筑工地。其目標(biāo)是鼓勵(lì)自愿減排，并解決未經(jīng)授權(quán)的運(yùn)營(yíng)和受限的設(shè)施。

連接性是物聯(lián)網(wǎng)部署的核心。認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，首爾市政府于2019年10月宣布，將撥款1027億韓元(當(dāng)時(shí)約合8580萬美元)在三年內(nèi)構(gòu)建智慧首爾網(wǎng)絡(luò)(Smart Seoul Network,S-Net)。該政府的目標(biāo)是建設(shè)一張4237公里的獨(dú)立通信網(wǎng)絡(luò)，重點(diǎn)建設(shè)公共寬帶網(wǎng)絡(luò)，部署免費(fèi)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)(基于Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn))，增加物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的整合，特別是針對(duì)人口密集地區(qū)。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，涌現(xiàn)出多種無線技術(shù)，在這些技術(shù)中，LPWAN通信技術(shù)中的其中一種形式LoRa技術(shù)出現(xiàn)，它的遠(yuǎn)距離、低功耗、多節(jié)點(diǎn)、低成本的特性，得到了物聯(lián)網(wǎng)界的認(rèn)可。

LoRa作為目前最有發(fā)展前景的低功耗廣域通信技術(shù)，已經(jīng)被運(yùn)用在個(gè)各行各業(yè)中。LoRa使用線性調(diào)頻擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，保持了低功耗的同時(shí)，明顯增加了通信距離和網(wǎng)絡(luò)效率，并消除了干擾，達(dá)到即使使用相同頻率同時(shí)發(fā)送也不會(huì)產(chǎn)生相互干擾。在LoRa基礎(chǔ)上研發(fā)出的網(wǎng)關(guān)可以并行接收、處理多個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，拓展了系統(tǒng)容量。

LoRa無線技術(shù)的主要特點(diǎn)

長(zhǎng)距離：1 ~ 20 km

節(jié)點(diǎn)數(shù)：萬級(jí)，甚至百萬級(jí)

電池壽命：3~10年

數(shù)據(jù)速率0.3~50kbps

LoRa作為一種無線技術(shù)，基于Sub-GHz的頻段使其更易以較低功耗遠(yuǎn)距離通信，可以使用電池供電或者其他能量收集的方式供電。較低的數(shù)據(jù)速率也延長(zhǎng)了電池壽命和增加了網(wǎng)絡(luò)的容量。LoRa信號(hào)對(duì)建筑的穿透力也很強(qiáng)。LoRa的這些技術(shù)特點(diǎn)更適合于低成本大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)部署。

LoRa應(yīng)用

從目前的LoRa應(yīng)用情況來看，主要有數(shù)據(jù)透?jìng)骱蚅oRaWAN協(xié)議應(yīng)用。目前還是用LoRa作為數(shù)據(jù)透?jìng)鞯亩?，由于網(wǎng)關(guān)技術(shù)和開發(fā)的門檻比較高，使用LoRaWAN協(xié)議組網(wǎng)的應(yīng)用還是比較少。

LoRa應(yīng)用需要考慮的幾個(gè)問題

距離或范圍

供電或功耗

節(jié)點(diǎn)數(shù)

應(yīng)用場(chǎng)景

成本

在城市里，一般無線距離范圍在1~2公里，郊區(qū)或空曠地區(qū)，無線距離會(huì)更遠(yuǎn)些。網(wǎng)絡(luò)部署拓?fù)洳季挚梢愿鶕?jù)具體應(yīng)用和和場(chǎng)景設(shè)計(jì)部署方案。LoRa適合于通信頻次低，數(shù)據(jù)量不大應(yīng)用。一個(gè)網(wǎng)關(guān)可以連接多少個(gè)節(jié)點(diǎn)或終端設(shè)備。

從LoRa網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面看，有大網(wǎng)和小網(wǎng)之分。小網(wǎng)是指用戶自設(shè)節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器，自成一個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò);大網(wǎng)就是大范圍基礎(chǔ)性的網(wǎng)絡(luò)部署，就像中國(guó)移動(dòng)的通信網(wǎng)絡(luò)一樣。從LoRa行業(yè)從業(yè)者來看，有不少電信運(yùn)營(yíng)商也參與其中。隨著LoRa設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的增多，相互之間的頻譜干擾是存在的，這就對(duì)通信頻譜的分配和管理提出了要求，需要一個(gè)統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理的機(jī)制，一個(gè)大網(wǎng)的管理。

確實(shí)，我們身邊的無線技術(shù)已經(jīng)很多了：3G/4G、WiFi、藍(lán)牙和ZigBee，為什么還需要LoRa這種無線技術(shù)呢?其實(shí)，每種無線技術(shù)都只能適應(yīng)特定通信場(chǎng)景，需要配合使用才能構(gòu)建高效率、低成本的網(wǎng)絡(luò)。打個(gè)比方，現(xiàn)代化的軍事組織，單兵武器都是配合使用，才能達(dá)到最佳火力配制。