
一、背景概述:
2013年8月,Semtech向業(yè)界發(fā)布了一種新型的,基于1GHz以下的超長(zhǎng)距低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)(簡(jiǎn)稱LoRa)的芯片。其接受靈敏度達(dá)到了驚人的-148dbm,與業(yè)界其他先進(jìn)水平的sub-GHz芯片相比,最高的接收靈敏度改善了20db以上,其功耗極低。
LoRa 作為低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)的一種長(zhǎng)距離通信技術(shù),近些年受到越來(lái)越多的關(guān)注。隨著物聯(lián)網(wǎng)從近距離到遠(yuǎn)距離的發(fā)展,必將會(huì)產(chǎn)生一些新的行業(yè)應(yīng)用和商務(wù)模式。Cisco、IBM、Semtech、Microchip等正在積極推廣LoRa技術(shù)。
二、技術(shù)特點(diǎn):
LoRa的優(yōu)勢(shì)在于技術(shù)方面的長(zhǎng)距離能力。LoRa技術(shù)在高性能、遠(yuǎn)距離、低功耗,支持大規(guī)模組網(wǎng),測(cè)距和定位等方面突出的特點(diǎn),這使得該方案(終端+網(wǎng)關(guān))成為物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模推廣應(yīng)用的一種理想的技術(shù)選擇。
LoRa是低功耗廣域網(wǎng)通信技術(shù)中的一種,是物理層或無(wú)線調(diào)制用于建立長(zhǎng)距離通信鏈路。許多傳統(tǒng)的無(wú)線系統(tǒng)使用頻移鍵控(FSK)調(diào)制作為物理層,因?yàn)樗且环N實(shí)現(xiàn)低功耗的非常有效的調(diào)制。LoRa是基于線性調(diào)頻擴(kuò)頻調(diào)制,它保持了像FSK調(diào)制相同的低功耗特性,但明顯地增加了通信距離。
LoRa技術(shù)本身?yè)碛谐叩慕邮侦`敏度(RSSI)和超強(qiáng)信噪比(SNR)。此外使用跳頻技術(shù),通過(guò)偽隨機(jī)碼序列進(jìn)行頻移鍵控,使載波頻率不斷跳變而擴(kuò)展頻譜,防止定頻干擾。
特 點(diǎn)
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優(yōu) 勢(shì)
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靈敏度-148dBm
通訊距離>15 km
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遠(yuǎn)距離
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最小的基礎(chǔ)設(shè)施成本
使用網(wǎng)關(guān)/集中器擴(kuò)展系統(tǒng)容量
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易于建設(shè)和部署
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電池壽命>5年
接收電流10 mA,休眠電流<200 nA
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延長(zhǎng)電池壽命
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免牌照的頻段
節(jié)點(diǎn)/終端成本低
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低成本
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三、LoRa網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中,個(gè)別終端節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)其他節(jié)點(diǎn)的信息,以增加網(wǎng)絡(luò)的通信距離和網(wǎng)絡(luò)區(qū)域規(guī)模大小。雖然這增加了范圍,但也增加了復(fù)雜性,降低了網(wǎng)絡(luò)容量,并降低了電池壽命,因節(jié)點(diǎn)接受和轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自其他節(jié)點(diǎn)的可能與其不相關(guān)的信息。當(dāng)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離連接時(shí),長(zhǎng)距離星型架構(gòu)最有意義的是保護(hù)了電池壽命。
如果把網(wǎng)關(guān)安裝在現(xiàn)有移動(dòng)通信基站的位置,發(fā)射功率20dBm,(100mW),那么在高建筑密集的城市環(huán)境可以覆蓋2公里左右,而在密度較低的郊區(qū),覆蓋范圍可達(dá)10公里。該網(wǎng)關(guān)/集中器還包含MAC層協(xié)議,對(duì)于高層它是透明的。
 
四、解決方案平臺(tái)架構(gòu):
解決方案系統(tǒng)架構(gòu)為:網(wǎng)絡(luò)/應(yīng)用服務(wù)器、LoRa 網(wǎng)關(guān)、LoRa 節(jié)點(diǎn);
 
(1)網(wǎng)關(guān)
 
主要特點(diǎn):
高品質(zhì)的工業(yè)級(jí)元件,高水準(zhǔn)的電氣設(shè)計(jì),高密度集成的電路結(jié)構(gòu),使裝置擁有優(yōu)異的電氣隔離和電磁屏蔽表現(xiàn),極大提高了裝置的抗干擾性能與可靠性保障;
支持Modbus RTU/ASCII/TCP 、DNP3等通信協(xié)議;
具有RS-232、RS-485、Ethernet等通訊接口;
可選內(nèi)置GPRS、CDMA、NB-IOT等通訊模塊;
看門(mén)狗及數(shù)據(jù)掉電保護(hù)功能,可長(zhǎng)期保存設(shè)定參數(shù)及歷史數(shù)據(jù);
工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),DIN導(dǎo)軌安裝方式,方便現(xiàn)場(chǎng)安裝;
工作溫度-40~80℃,空氣相對(duì)濕度≤95%,適應(yīng)各種室外惡劣環(huán)境。
(2)壓力傳感器
 
技術(shù)指標(biāo):
被測(cè)介質(zhì):液體、氣體
壓力量程:0~60 MPa 可訂制
精度等級(jí):0.5級(jí)
過(guò)載壓力: 150% F.S
上報(bào)周期:1分~12小時(shí) 可設(shè)定
小數(shù)位數(shù):0~3位 可設(shè)定
信號(hào)傳輸:LoRa無(wú)線
發(fā)射功率:≤100mW
傳輸距離:≥2000m
工作電源:3.6V鋰電池
電池壽命:≥3年(3分鐘上傳一次)
過(guò)程接口:M20×1.5(或按要求訂制)
防爆等級(jí):Exib ⅡB T4 Gb
外殼防護(hù):IP65
工作環(huán)境溫度:-40℃~70℃
工作環(huán)境濕度:≤95% RH
產(chǎn)品重量: 1350g(凈重)
(3)溫度傳感器
 
技術(shù)指標(biāo):
被測(cè)介質(zhì):液體、氣體
溫度量程:-50℃~650℃(可訂制)
測(cè)量誤差:±1.0℃
上報(bào)周期:1分~12小時(shí) 可設(shè)定
小數(shù)位數(shù):0~2位 可設(shè)定
信號(hào)傳輸:LoRa無(wú)線
發(fā)射功率:≤100mW
傳輸距離:≥2000m
工作電源:3.6V鋰電池
電池壽命:≥3年(3分鐘上傳一次)
防爆等級(jí):本安型Exia ⅡB T4 GB
外殼防護(hù):IP67
工作環(huán)境溫度:-40℃~80℃
工作環(huán)境濕度:≤97% RH
產(chǎn)品重量: 950g(凈重)
五、應(yīng)用案例
1、智慧油田 
2、智慧水務(wù) 
3、智慧供熱

4、智慧燃?xì)?strong> 
5、智慧消防
 
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