LoRa 通信应用基础知识讲解

LoRa通信应用基础知识讲解张晓晶北京电子科技职业学院2019.10.19目录01LoRa简介02LoRa模块03LoRa通讯协议1远距离无线电（LongRangeRadio）INTERFACE2、低功耗：10-20年电池使用寿命LoRa基站01LoRa是什么ISMBand-（IndustrialScientificMedical），此频段(2.4~2.4835GHz)主要是开放给工业，科学、医学，三个主要机构使用，该频段是属于FreeLicense，并没有所谓使用授权的限制。LoRa主要在ISM频段运行，主要包括433、868、915MHz等3、低成本：1/5的蜂窝网络成本LoRa是LPWAN（low-powerWide-AreaNetwork，低功耗广域网技术）通信技术的一种。1、长距离传输：城镇可达2-5Km，郊区可达15KmLoRa无线技术LoRaWAN是LoRa联盟（Semtech公司牵头）制定的围绕LoRa技术组网的网络体系结构。LoRaWAN是LoRaWideAreaNetwork（LoRa广域网）的简称，是基于LoRa技术的一种通信协议，为LoRa远距离通信网络设计的一套通讯协议和系统架构。它主要包括三个层次的通信实体：LoRa终端、LoRa网关和LoRa服务器。01LoRaWAN是什么01LoRa无线技术LoRaWAN协议栈中国LoRa470MHz~510MHzLoRa是LoRaWan的一个子集，LoRa仅仅包括物理层定义，LoRaWan还包括了链路层。01LoRa无线技术LoRaWAN网络架构LoRaWAN网络架构中包含了终端、基站、NS(网络服务器)、应用服务器这四个部分。在终端部分官方列了6个典型应用，终端节点可以同时发给多个基站。基站则对NS和终端之间的LoRaWAN协议数据做转发处理，将LoRaWAN数据分别承载在了LoRa射频传输和TCP/IP上。01LoRa无线技术LoRa拓扑组网方案应用层传输层组网层深度覆盖层LoRa网关MQTTLoRaLoRa模块LoRa模块LoRa模块LoRa模块LoRa模块智能抄表农业气象环保监控油田监测智能交通智能停车一个LoRa网关可以连接上千上万个LoRa节点02LoRa模块LoRa技术是指基于CSS（ChirpSpreadSpectrum）的一种扩频调制技术。专利隶属于SEMTECH公司，属于私有协议。LoRa模块是使用基于SEMTECH的射频集成芯片SX127X的射频模块，是一款高性能物联网无线收发器。02LoRa模块LoRa无线模块主要功能特点支持超远距离传输，超远距离传输最高可达无遮挡15公里，市区2-5公里支持多种联网通讯方式支持点到点通讯、GPIO控制双向通讯、串口数据透传双向通讯02LoRa模块LoRa无线模块主要功能特点支持LORAWAN协议支持LORAWAN低功耗广域网协议，不同国家LoRa网络可互操作请求:LoRa模块通信协议HEADCMDNET_ID_HNET_ID_LLORA_ADDRLENDATACHK0123456~(n-1)n1字节1字节1字节1字节1字节1字节n-6字节1字节0x55命令编号网络ID高字节网络ID低字节LoRa地址数据域长度数据域SUMCMD:0x01=读传感数据响应:HEADCMDNET_ID_HNET_ID_LLORA_ADDRACKLENDATACHK01234567~(n-1)n1字节1字节1字节1字节1字节1字节1字节n-7字节1字节0x55命令编号网络ID高字节网络ID低字节LoRa地址响应数据域长度数据域SUM03LoRa通讯协议LoRa模块通信协议CMD:0x01=读传感数据03LoRa通讯协议统一的网络IDRoLa设备地址1RoLa设备地址5RoLa设备地址3RoLa设备地址4RoLa设备地址2智慧停车车位状态实时监测；信息透明，杜绝城市停车管理混乱智能井盖实时监控城市井盖位置信息对于井盖异常丢失、异常开启、破损等状态信息实时传输用于数据分析和预警路灯监测远距离路灯控制、故障、线路监测，实现动态照明，节能管理智能抄表：LoRa模块在城市智能抄表中也有着广泛的应用。配电箱中的数据采集设备，把每家每户每月的用电量信传递给lora模块，lora模块再通过网关，把数据传递给远程控制中心。其中lora模块低成本的特点可以进行大规模推广，有利于智慧城市的建设。LoRa模块对农业来说，低功耗低成本的传感器是迫切需要的。温湿度、二氧化碳、盐碱度等传感器的应用对于农业提高产量、减少水资源的消耗等有重要的意义，这些传感器需要定期地上传数据，而且很多偏远的农场或者耕地并没有覆盖蜂窝网络，更不用说4G/LTE了，而LoRa十分适用于这样的场景。随着物联网技术的不断成熟，其