全球 AIoT 市場預計從 2024 年的 110 億美元增長至 2030 年的 480 億美元，年均復合增長率（CAGR）超過 20%。中國市場同步增長，從 72 億美元增至 220 億美元。在中國，已有超過 100 個智慧城市部署智能監(jiān)控系統(tǒng)，逾 2 億畝土地通過圖像分析進行害蟲監(jiān)測。

人工智能（AI）和機器學習正在深刻改變我們對設備和環(huán)境的監(jiān)控方式。針對物聯(lián)網(wǎng)（IoT）領(lǐng)域中日益增長的 AI 和機器學習需求，Semtech提供了更高數(shù)據(jù)速率解決方案——基于第四代LoRa技術(shù)的LoRaPlus相關(guān)產(chǎn)品。作為 LoRa 技術(shù)的延伸，LoRaPlus 不僅繼承了傳統(tǒng) LoRa 的長距離和低功耗優(yōu)勢，還顯著提升了數(shù)據(jù)傳輸能力，適用于邊緣 AI 應用。

近日在IOTE上，我們參與了Semtech舉辦的LoRa創(chuàng)新論壇，并參與了會后的采訪環(huán)節(jié)。Semtech亞太區(qū)銷售副總裁黃旭東（Mike Wong），Semtech LoRa生態(tài)系統(tǒng)高級總監(jiān)、LoRa聯(lián)盟董事會主席Olivier Beaujard，Semtech產(chǎn)品營銷高級總監(jiān)Shahar Feldman進行了精彩的分享。

端側(cè)AI，對LPWAN技術(shù)提出新要求

技術(shù)創(chuàng)新已將這些能力擴展到電池供電的端側(cè)設備上，原始設備制造商（OEMs）和解決方案提供商正尋求提升服務質(zhì)量、優(yōu)化效率，并實現(xiàn)以往難以觸及的功能。然而，這些應用要求豐富的數(shù)據(jù)輸入，不再限于簡單傳感器數(shù)據(jù)如溫度或運動檢測，而是涉及音頻振動監(jiān)測、圖像視覺檢查、聲音分類（如玻璃破碎或槍聲檢測）、視頻分析、車牌識別和人臉檢測等復雜任務。這些場景需要數(shù)據(jù)速率從 10 KB/s 提升到 100 KB/s。

根據(jù) ABI Research 數(shù)據(jù)，嵌入式機器學習設備的出貨量在各行業(yè)呈指數(shù)級增長。其中，制造業(yè)引領(lǐng)潮流，中國制造業(yè)占據(jù)全球采用率的 40%。以深圳工廠為例，傳統(tǒng)每月人工巡檢正被連續(xù)振動模式監(jiān)測取代：傳感器檢測異常事件時，會發(fā)送報警信號及音頻片段至云端分析，并支持 AI 模型的定期再訓練。這種轉(zhuǎn)變要求更高數(shù)據(jù)速率，但也帶來顯著收益——維護成本降低 40%，設備宕機時間減少 50%。

傳統(tǒng)連接技術(shù)存在明顯差距：LoRa 提供優(yōu)秀距離和低功耗，但數(shù)據(jù)速率不足；蜂窩網(wǎng)絡速率和范圍充足，但功耗高且流量成本昂貴；Wi-Fi 和藍牙速率高，但距離有限。而Semtech最新的LoRaPlus系列 填補這一空白，支持高達 2.6 Mbps 的數(shù)據(jù)速率，同時保留 LoRa 的核心優(yōu)勢，專為 AIoT 優(yōu)化。

Semtech 的 LoRa 產(chǎn)品線以低功耗、長距離和優(yōu)化總體擁有成本（TCO）為基礎(chǔ)，全球部署量已超過 4 億片。LoRaPlus 系列作為第四代產(chǎn)品，專為高數(shù)據(jù)速率的 AIoT 應用設計，涵蓋網(wǎng)關(guān)芯片（LoRa Core）、傳感器芯片（LoRa Connect）、跟蹤器芯片（LoRa Edge）以及最新的多物理層收發(fā)器芯片（LoRa Plus）。網(wǎng)關(guān)芯片組提供參考設計以支持高效網(wǎng)絡部署；LoRa Connect 系列支持Sub-G 和 2.4 GHz 頻段，包含雙頻段芯片；LoRa Edge 集成了位置感知和邊緣計算功能，適用于資產(chǎn)追蹤。

在采訪環(huán)節(jié)，Shahar提到，采用第四代LoRa技術(shù)的LoRa Plus產(chǎn)品，能夠幫助客戶解決當下多協(xié)議技術(shù)兼容性引發(fā)的碎片化問題?！爱斍耙粋€技術(shù)不可能解決我們線下的所有的問題，不同的應用可能有不同的技術(shù)要求，所以他們也需要不同的其他的技術(shù)協(xié)議，我們需要一個解決方案來去能夠跟其他的低功耗無線的連接技術(shù)相融，這個時候就出現(xiàn)了我們的LoRa Plus。”

LoRa Plus仍然保持LoRa的低功耗長距離傳輸?shù)倪B接能力，同時又提升了性能，以便和其他的技術(shù)方案進行兼容。Shahar表示，LoRa Plus既可以和以前沒有LoRa的傳統(tǒng)系統(tǒng)兼容，也可以和已經(jīng)有傳統(tǒng)LoRa技術(shù)的其他系統(tǒng)進行融合，來增強網(wǎng)絡的覆蓋?，F(xiàn)在LoRa Plus的更高數(shù)據(jù)傳輸速率，甚至比長距離藍牙通訊的數(shù)據(jù)傳輸率更高，所以它更恰恰解決了技術(shù)兼容性的問題。

LR2021: IoT應用的“瑞士軍刀”

LoRaPlus 的首款產(chǎn)品 LR2021 是一款多頻段、多協(xié)議收發(fā)器，支持Sub-G（長距離傳輸）、2.4 GHz（高數(shù)據(jù)速率）和衛(wèi)星連接，擴展了應用場景。其單一 SKU（庫存單位）設計支持多區(qū)域使用，簡化了物流并提升規(guī)模經(jīng)濟效益。與第二代需要多個 SKU、第三代需要雙功放和外部開關(guān)不同，第四代 LR2021 實現(xiàn)了完全集成的單一解決方案，顯著降低了設計復雜性。

LR2021 支持多種物理層調(diào)制方式，包括 LoRa、FLRC、MSK、FSK 和 OQPSK（兼容 IEEE 802.15.4），并通過靈活的 MCU 平臺與第三方協(xié)議棧匹配，支持 Zigbee、Thread 和 Wi-SUN 等協(xié)議。這種多協(xié)議兼容性確保了設備開發(fā)者能夠無縫集成現(xiàn)有系統(tǒng)。產(chǎn)品系列的技術(shù)演進顯著：第一代到第二代降低 50% 的發(fā)送端電流功耗；第二代到第三代提升 40 dB 的鏈路預算；第三代到第四代在高性能模式下進一步提升 5 dB 鏈路預算，高效率模式提升 6 dB。這使得通信距離增加 2 倍，或空中傳輸時間減少至原來的 25%。

其他關(guān)鍵創(chuàng)新包括傳輸功率優(yōu)化（支持 14 dBm 至 22 dBm 輸出功率范圍）、FLRC 模式支持 2.6 Mbps 數(shù)據(jù)速率（專為 AI 應用優(yōu)化）、增強的魯棒性（通過改進抗干擾能力和靈敏度提高網(wǎng)絡可靠性），以及快速信道活躍度檢測（CAD）將檢測時間減半，支持優(yōu)化的中繼和 Mesh 網(wǎng)絡。此外，新增的 4 個擴頻因子提升了組網(wǎng)容量和功耗效率。LR2021 還支持往返飛行時間（ToF）測距，適用于Sub-G 和 2.4 GHz 頻段，精度可達厘米級，適合割草機器人或清潔機器人等應用。

重要的是，LoRaPlus 完全兼容已部署的 4 億多片 LoRa 設備，保護了現(xiàn)有投資。設計上通過無射頻開關(guān)方案縮小參考設計尺寸，節(jié)省 15-20 美分的物料成本；無需溫度補償晶振（TCXO），額外節(jié)省約 25 美分；輕量化物料清單進一步降低了總體成本。

Shahar將LoRaPlus LR2021 形容為為“IoT 的瑞士軍刀”，因其在距離與功耗比上的優(yōu)異表現(xiàn)，適用于從智能家居到城市級網(wǎng)絡的廣泛場景。與藍牙相比，LR2021 在相同數(shù)據(jù)速率下具有更高的靈敏度和增益，支持 2-3 倍的通信距離，特別適合工業(yè)攝像頭、圖像檢測、音頻片段傳輸?shù)?AI 應用。其多協(xié)議冗余特性允許設備在 Wi-Fi、LoRa 或其他協(xié)議（如 Amazon Sidewalk、Wireless M-Bus）間切換，提供更高的網(wǎng)絡靈活性。傳統(tǒng)傳感器兼容性支持 Z-Wave 和 Zigbee 等協(xié)議，優(yōu)化了距離和功耗表現(xiàn)。

在增強覆蓋方面，LoRaPlus 的長距離傳感器可橋接全國級解決方案，例如在智慧城市中實現(xiàn)大規(guī)模監(jiān)控。此外，LR2021 支持點對點應用，包括無人機視頻傳輸、對講機、群組通信，以及差分 GPS 信號傳輸，精度達厘米級。這些特性使其在智能制造、農(nóng)業(yè)監(jiān)測和智慧城市項目中具有廣泛應用前景。

繁榮生態(tài)支持，助力中國LoRa企業(yè)出海

過去十年，LoRa生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)壯大，目前全球已有超過400家LoRa聯(lián)盟成員。這些成員涵蓋了從芯片設計到解決方案開發(fā)的各個環(huán)節(jié)，為客戶提供了多樣化的選擇?？蛻艨梢愿鶕?jù)需求在價值鏈的不同層級選擇合適的合作伙伴，構(gòu)建定制化的解決方案。

而LoRaWAN網(wǎng)絡也已經(jīng)覆蓋多個國家和地區(qū)，全球超過180個。

在中國，2019年頒布的52號公告算是為LoRa提供了合法頻譜（470-510MHz）和使用規(guī)范，明確其在小范圍私有網(wǎng)絡（如智能家居、智慧社區(qū)）的合法地位，消除了政策不確定性，增強了行業(yè)信心。但限制廣域網(wǎng)應用，引導LoRa聚焦私有網(wǎng)絡，與NB-IoT互補，推動技術(shù)合規(guī)與本地化發(fā)展。

Olivier在主題演講中提到，雖然LoRaWAN的年復合增長率超過20%，但是中國的龐大市場體量增速與其并不相符。而在LoRa聯(lián)盟的全球400多家的成員單位中，中國僅20多家，并且這20多家的業(yè)務也多聚焦在海外業(yè)務上。這與本地的政策相關(guān)。而Semtech也基于這一現(xiàn)實，積極幫助中國的LoRa設備廠商出海。

Mike 指出，LoRa Plus這一第四代產(chǎn)品系列是基于全球客戶需求開發(fā)的。在中國，由于政策限制，LoRaWAN 網(wǎng)絡覆蓋較少，但私有網(wǎng)絡應用需求旺盛，例如智慧大樓、智慧農(nóng)業(yè)和點對點場景（如門鈴和對講機）。LoRaPlus的高數(shù)據(jù)速率支持了音頻和視頻傳輸，擴展了私有網(wǎng)絡的應用場景，符合中國市場的合規(guī)性要求。

在全球市場，LoRaPlus系列的多協(xié)議支持是關(guān)鍵優(yōu)勢。單一芯片可靈活適配不同協(xié)議（如 WiFi、藍牙等），通過燒錄協(xié)議棧到 MCU 實現(xiàn)定制化，簡化了硬件設計。海外市場對 LoRaWAN 網(wǎng)絡的需求更強，LoRaPlus 支持本地小型網(wǎng)絡與 LoRaWAN 大網(wǎng)的連接，適用于遠距離和本地混合場景。Mike 特別提到，LoRa 聯(lián)盟正推動中國廠商參與，通過加入聯(lián)盟獲得技術(shù)交流和市場趨勢洞察，助力出海。

關(guān)于 LoRa 生態(tài)如何支持中國企業(yè)出海，Mike 從制造和技術(shù)兩個角度進行了分析。在制造出海方面，關(guān)稅是主要挑戰(zhàn)，例如美國市場的關(guān)稅問題促使企業(yè)選擇在其他地區(qū)生產(chǎn)。LoRa 技術(shù)的低成本和靈活性有助于企業(yè)在全球市場中保持競爭力。在技術(shù)出海方面，中國（尤其是深圳）在硬件設計和快速響應客戶需求方面具有全球領(lǐng)先優(yōu)勢。許多全球客戶選擇與中國企業(yè)合作，因其技術(shù)創(chuàng)新能力和高效配合。

據(jù)悉，在過去一年，LoRa聯(lián)盟迎來了新的領(lǐng)導團隊，并任命了甘泉作為LoRa聯(lián)盟中國大使，負責推動本地化合作與發(fā)展。LoRa 聯(lián)盟中的中國成員可以利用 LoRa 聯(lián)盟的平臺，參與技術(shù)標準制定和市場交流，了解全球趨勢并快速推出產(chǎn)品。未來，LoRa聯(lián)盟也將繼續(xù)傾聽中國市場的需求，優(yōu)化LoRaWAN技術(shù)的演進方向，確保其滿足本地化應用場景。