LoRa設備和LoRaWAN協(xié)議引領智能計量進入互聯(lián)未來

隨著越來越多的城市走向城市化，世界各國都在開發(fā)有助于全面監(jiān)控和控制運營的技術。借助統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 平臺，城市能夠監(jiān)控和/或控制多種應用，包括電表、水表和燃氣表、路燈、廢物管理和停車。

傳統(tǒng)的公用事業(yè)儀表監(jiān)控操作是勞動密集型的，因為它們需要現(xiàn)場人員手動讀取和測量，或者通常在路過的情況下使用短距離無線技術進行遠程讀取。儀表通常位于密集的城市環(huán)境中，室內(nèi)甚至地下，許多無線技術很難或不可能到達這些環(huán)境。通過實施由嵌入 LoRa 設備的傳感器和網(wǎng)關組成的智能計量基礎設施，公用事業(yè)公司可以遠程收集數(shù)據(jù)并更有效地使用人員來簡化運營。

根據(jù)IHS Markit 進行的市場研究，目前的估計表明，到 2020 年，全球智能水表市場將超過 20 億美元。通過一個應用程序，LoRa 設備和 LoRaWAN 協(xié)議可以創(chuàng)建跨垂直領域的可擴展、安全和可靠的智能計量應用程序。

這就是它的工作原理。

LoRa（長距離的縮寫）是一種擴展頻譜調(diào)制技術，源自現(xiàn)有的啁啾擴頻 （CSS） 技術。它提供了靈敏度與數(shù)據(jù)速率和帶寬的權衡。它使用正交擴頻因子，允許網(wǎng)絡對單個終端節(jié)點的功率水平和數(shù)據(jù)速率進行自適應優(yōu)化，以保持終端節(jié)點的電池壽命。

例如，靠近網(wǎng)關的傳感器應該以低擴頻因子進行傳輸，因為只需要很少的鏈路預算。距離網(wǎng)關幾英里的傳感器需要以更高的擴頻因子進行傳輸，因為增加的擴頻因子將提供更高的處理增益，從而導致更高的 RX 靈敏度，但數(shù)據(jù)速率更低。

LoRa 本身是純粹的 PHY （Bits） 層實現(xiàn)。空氣不是電纜，而是用作將 LoRa 無線電波從 IoT 設備中的射頻發(fā)射器傳輸?shù)骄W(wǎng)關中的射頻接收器的媒介，反之亦然。在傳統(tǒng)或直接序列擴頻（DSSS）系統(tǒng)中，發(fā)射機信號的載波相位根據(jù)碼序列而變化。當以更高的速率將數(shù)據(jù)信號與預定義的位模式（也稱為擴展碼（或碼片序列））相乘時，會創(chuàng)建一個“更快”的信號，該信號具有比原始數(shù)據(jù)信號更高的頻率分量，并且，如這樣，將信號帶寬擴展到原始信號的帶寬之外。在射頻術語中，代碼序列的位稱為碼片，以便區(qū)分原始數(shù)據(jù)信號中較長的未編碼位。

森泰克的LoRa 設備提供了一種低成本、低功耗但穩(wěn)健的替代方案，可替代不需要高精度參考時鐘的 DSSS 系統(tǒng)。在 LoRa 調(diào)制中，信號頻譜的擴展是通過生成頻率連續(xù)變化的啁啾信號來實現(xiàn)的。這種方法的一個優(yōu)點是發(fā)射機和接收機之間的時間和頻率偏移是等效的，大大降低了接收機設計的復雜性。該啁啾的頻率帶寬等于信號的頻譜帶寬。攜帶傳感器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)信號以更高的數(shù)據(jù)速率被切碎并調(diào)制到啁啾載波信號上。LoRa 調(diào)制還包括一個可變糾錯方案，可提高傳輸信號的魯棒性。每發(fā)送四位信息，

以下是 LoRa 設備和 LoRaWAN 協(xié)議的一些關鍵特性，使其成為智能計量和其他智能城市應用的最佳解決方案：

遠距離：單個室外 LoRaWAN 網(wǎng)關可深入滲透到密集的城市環(huán)境（室內(nèi)或地下），同時還能夠連接到最遠 30 英里外的農(nóng)村地區(qū)的傳感器。

地理定位：無需 GPS 或額外功耗即可跟蹤設備。

開放標準：LoRaWAN 開放規(guī)范是一種基于 LoRa 設備的低功耗廣域網(wǎng) （LPWAN） 協(xié)議。它在應用程序、物聯(lián)網(wǎng)解決方案提供商和電信運營商之間創(chuàng)建互操作性，以加速私有和公共網(wǎng)絡的采用和部署

低功耗：LoRaWAN 協(xié)議專為低功耗設備開發(fā)，可根據(jù)應用實現(xiàn)長達 10 年的前所未有的電池壽命。

全球有許多公司在智能計量或公用事業(yè)管理解決方案中使用 LoRa。2018 年，部署了數(shù)以千萬計的基于 LoRa 的智能電表解決方案，隨著城市化進程的不斷推進以及對更高效率的需求，公用事業(yè)公司需要在開發(fā)新解決方案以優(yōu)化其現(xiàn)有資產(chǎn)管理的同時增加容量。通過使用 LoRa 設備和 LoRaWAN 協(xié)議實施由傳感器和網(wǎng)關組成的智能公用事業(yè)基礎設施，公用事業(yè)和計量公司可以遠程收集數(shù)據(jù)并更有效地使用人員來簡化運營。對公用事業(yè)公司具有強大的價值主張，可以靈活地以經(jīng)濟高效的方式部署和/或利用私有和公共網(wǎng)絡，以及在下一個工作和設備級別的互操作性，

LoRa 是智能計量行業(yè)公認的領導者，創(chuàng)造可擴展、安全和可靠的解決方案，幫助客戶提供更高效的計量解決方案，從而減少浪費和公用事業(yè)支出。先進連接的到來將鼓勵世界各地的公用事業(yè)行業(yè)擁抱新的進步。公用事業(yè)將繼續(xù)通過利用其數(shù)據(jù)和帶寬能力來支持大量連接設備，從而提高系統(tǒng)彈性、可靠性和安全性、節(jié)省成本、實時監(jiān)控和通信，從而“變得更加智能”。隨著越來越多的城市轉(zhuǎn)向更智能、可持續(xù)和可靠的基于 LoRa 的計量和其他智能城市應用解決方案，使用該技術的公司處于有利地位，有望成為該領域的早期領導者。

審核編輯：郭婷