如果您一直关注技术趋势或对物联网感兴趣 (物联网), 您可能听说过流行语“ Lora”或“ Lorawan”. 在博客文章中广泛讨论了它将对智能城市产生的影响, 农业, 工业监测和其他与物联网相关的领域. 您可能已经知道，它与无线通信和远程网络有关. 在这个博客中, 我将概述洛拉是什么, 怎么运行的, 其主要优点, 应用领域, 和入门技巧.
什么是洛拉技术
劳拉, 短距离, 是一种无线射频技术，可实现远程, 设备之间的低功率通信. 这正是它的名字所暗示的, 远距离范围意味着创建比传统技术（如WiFi或蓝牙）更远的无线连接.
“Lora®是实体层或用于创建远程通信链接的无线调制……Lora®是基于CHIRP传播频谱调制的……Lora®是商业用法的第一个低成本实施。” Lora®和Lorawan™的技术概述 来自洛拉联盟
基于上述定义, 显然，洛拉不是通信协议，而是一种调制技术, 一种在无线电波上编码数据的方法，以便设备可以有效地交谈. 与Lorawan协议堆栈结合使用时, 我们可以为物联网设备构建一个完整的远程通信网络.
大多数无线技术遵循这种权衡: 更多范围=更多功率. 但是洛拉打破了这种模式. 与传统的ASK和FSK调制相比, 洛拉是基于chirp spriz spraprum (的CSS) 调制, 可以大大增加沟通范围, 因此，它可以达到几公里的传输范围，功耗极低.
洛拉的故事
在正确的背景下了解洛拉, 有必要快速了解洛拉通讯的历史.
Nicolas Sornin和Olivier Seller从法国的 2009, 后来他与弗朗索瓦·斯福尔扎（FrançoisSforza 2010. 原来, 他们针对的是汽油的计量产业, 水, 和电力. 在 2012, Cycleo是由Semtech收购的.
直到2月 2015 LoraAlliance®, 非营利联盟, 成立以标准化和促进洛万 (曾经称为劳拉马克) - 建立在LORA调制之上的通信协议.
整个2010年代末, 有很多洛拉和洛万部署, 这导致了该技术的广泛流行, 特别是在欧洲和一些著名的早期成功案例.
到2020年代初, LPWAN领域 (低功率广阔的区域网络) 获得了大量的全球利益, 以至于有几种相互竞争的技术，例如NB-iot和Sigfox争夺市场优势.
根据 LoRa联盟 2024 年终报告, 有超过 350 百万结束节点和 6.9 与洛拉IC的数百万个网关已在世界各地部署. 洛拉联盟现在是全球最大的物联盟联盟之一. 我们还开始看到洛拉和洛万设备变得越来越普遍. 洛拉（Lora）和洛万（Lorawan Iot）市场预计将从 $8.0 亿 2024 至 $32.7 十亿 2029.
洛拉如何工作
Lorawan网络架构由Lora节点组成, 洛拉门户, 网络服务器和应用服务器. 在洛万建筑中, 节点通常在恒星拓扑中，网关形成透明的桥梁. 与结束节点的通信通常是双向的, 这意味着网关可以从末端节点收集数据, 但是它也可以将命令发送到末端节点.
LoRa节点: 末端节点是进行控制或传感的洛拉网络的元素. 它们通常是电池供电的，并且位于远程. 结束节点将数据发送到附近的每个网关，并以周期性而不是24×7传输数据.
LoRa网关: 网关从Lora End节点接收数据，然后将其引导到网络服务器. 洛拉门户通常由洛拉无线电模块组成, 微处理器, 和互联网连接媒介.
网关通过回程网络将收到的数据转换为TCP/IP格式 (乙太网路, 3G, 4G, 无线上网, 等等) 并将其发送到网络服务器. Lora Gateway支持多通道, 多模块收发器, 甚至在同一频道上同时解调信号. 他们不存储任何数据，而仅充当数据包的转发器到网络服务器. 网关可以连接许多终端设备. 带有SX1301 8 频道可以处理 1.5 每天百万包, 支持 62,500 设备每小时发送一包.
网络服务器: 网络服务器管理网络. 它过滤由多个网关引起的重复数据包，接收相同的数据, 执行安全检查, 管理门户流量和路由, 控制自适应率, 并将消息转发到应用程序服务器.
应用服务器: 应用程序服务器从网络服务器处理数据, 分析传感器数据, 支持状态显示和实时警报等功能, 并且可以选择将响应发送回结束节点.
洛拉技术的利益和缺点
了解洛拉的特征是确定其可能应用的关键. 让我们更深入地了解洛拉的利弊，以帮助您考虑它最合适的地方.
洛拉的好处:
长距离: 将设备连接到 15-20 乡村地区的公里数以及 2-5 市区公里数. 允许城市范围的覆盖, 并实现了对建筑物的良好穿透.
低功率和寿命长: 专为低功率使用而设计，延长电池寿命 10 年份. 例如, MOKOSmart LW009 Lorawan停车传感器 可以运作 5 年份.
大容量: 单个洛拉门户可以处理数千个末端节点的数百万条消息.
低成本: 初始基础设施投资低, 免费ISM频带, 和便宜的端节点传感器.
开放标准: Lorawan由Lora Alliance维持. 驱动快速的部署和设备互操作性.
洛拉的缺点:
低传输速度: 洛拉具有相对狭窄的带宽，并且其长距离传输的能力是以较低的数据速率为代价, 使其适用于传感器网络而不是高数据应用程序.
有限有效载荷: 洛拉仅支持小数据包, 最大数据容量约为 242 每个传输的字节. 这使得它不适合需要大量数据传输的用例.
LoRa技术的应用
洛拉无线技术广泛用于多种应用. 远距离和低功率的功能意味着可以在各种各样的地方部署结束节点, 内部建筑物或偏远地区, 将重要信息传输到网关. 以下是一些常见的 LoRa 应用:
智慧城市 - 智能计量, 环境监测, 智能停车, 街道照明, 废物管理等.
供应链和物流 - 资产跟踪和监控, 冷链监控, 车队的管理.
农业 - 土壤监测, 灌溉控制, 牲畜追踪.
工业物联网 - 设备监控, 预见性维护, 自动化.
基础设施监控 - 监视铁路轨道, 桥梁, 和隧道进行任何身体变化.
公用事业 - 智能电网, 燃气/水计量, 泄漏检测, 分布式发电.
智能家居和建筑 - HVAC和照明控制, 能源管理, 房间占用情况监控.
LoRa 与 LoRaWAN: 有什么区别?
LoRa描述了较低的物理层, 上层网络层不存在. LoRaWAN是为描述网络高层而开发的众多协议之一. LoRaWAN是基于云的媒体访问控制 (苹果电脑) 层协议，但主要用作网络层协议，以管理终端设备和LPWAN网关之间的通信, 作为指导协议, 由LoRa联盟维护. LoRaWAN规范版本 1.0 六月发布 2015.
广域网 定义网络的系统架构和通信协议, 而LoRa物理层允许进行远程通信链接.
所以总结一下:
LoRa = 物理层调制
LoRaWAN = 通信协议和架构
它们共同提供了完整的解决方案，包括远程连接和灵活的网络通信架构.
洛拉与其他无线技术
Lora和其他物联网技术之间存在一些差异，例如NB-iot, SIGFOX和LTE-M. 一些重要的是:
Lora在无牌的ISM频段中运行，而不是使用诸如蜂窝网络之类的许可光谱.
洛拉使用独特的CSS (线性调频扩频) 与其他协议使用的调制方案相比，调制技术.
洛拉（Lora）的安全协议比NB-iot（例如.
洛拉（Lora）具有比wifi或蓝牙（例如.
洛拉主要用于远程, 低功率应用, 例如环境监测和智能农业, 虽然其他协议（例如LTE-M）更适合使用车辆远程信息处理和移动物联网应用程序.
劳拉
NB-IoT
LTE-M
西格福克斯
范围
15-20 公里 (乡村的), 2-5 公里 (城市的)
1-10 公里
1-11 公里
10 公里（城市）, 40 公里 ( 乡村的 )
频带
未经许可的ISM频段
许可的蜂窝带
许可的蜂窝带
未经许可的ISM频段
数据速率
0.3 – 50 千比特每秒
200 千比特每秒
200-1000 千比特每秒
100 bps
网络所有权
公共或私人
电信运营商
电信运营商
SIGFOX操作员
订阅费
免费或低成本
较高的细胞费用
较高的细胞费用
需要订阅
功率效率
很高
很高
中
很高
双向
是
是
是
有限的 (严格的下行链接限制)
室内穿透
好
出色的
好
好
理想的用例
智慧城市, 农业, 资产追踪
公用电表, 工业监控
可穿戴设备, 远程信息处理, 移动应用
简单的传感器, 基本监控
洛拉技术 - 必须知道概念
当您刚开始在洛拉世界, 了解技术可能有点不知所措. 帮助您开始, 这是您应该熟悉的几个关键概念:
劳拉 (长距离): 这是用于创建远程通信链接的物理层或无线调制. 它基于CHIRP传播频谱调制.
广域网 (洛拉广域网络): 在洛拉（Lora）顶部建立的开放协议，该协议使用lora定义了设备的系统体系结构和通信协议.
Lorawan A类, 乙, C: Lorawan的不同设备操作类:
A级: 最节能的课程，设备仅在发送上行链路传输后短暂聆听下行链路消息.
B级: 允许安排通过时间同步的信标进行安排的下行链路插槽, 在功率效率和延迟之间提供平衡.
C级: 不断聆听下行链路消息，除了传输时, 提供最低的延迟，但功耗最高.
广域网 (低功耗广域网): 一种无线通信网络，旨在允许在电池上操作的传感器之类的东西中以低比特速率的远程通信.
ADR (自适应数据速率): 洛万（Lorawan）优化数据速率的功能, 通话时间, 和网络中的能耗.
主义 (产业, 科学的, 和医疗): 这些是在国际上保留用于将射频能源用于工业的无线电带, 科学, 和医疗目的.
TTN (物联网): 全球, 打开, 众包的物联网数据网络，使用Lorawan.
ABP (通过个性化激活): Lorawan设备激活方法，其中安全密钥直接将硬编码用于设备.
SF (扩频因子): 洛拉（Lora）的参数决定了chirp率, 影响数据速率和通信范围.
LoRa联盟是什么?
与许多其他系统一样, 成立了一个行业机构来开发并在整个行业内推广 LoRa 无线系统，称为“LoRa 无线系统”。 LoRa联盟. 它于2月推出 2015. 如联盟所言, 它的建立是为了提供一个开放的全球安全标准, 运营商级物联网LPWAN连接.
尽管LoRa实际上是由Semtech开发的, 开放该标准使其被众多公司采用, 从而发展生态系统并获得更大的参与度, 产品种类繁多，使用和接受度全面提高.
LoRa联盟的创始成员包括Actility, 思科公司, 欧兰, IBM公司, 柯林克, IMST, 多元科技, Sagemcom, Semtech, 和Microchip Technology, 以及领先的电信运营商: 布依格电信, 国民党, 新加坡电信, 前肢, 瑞士电信, 和FastNet (南非Telkom的一部分).
LoRa 技术入门
基本上, 每个人都可以建立自己的洛拉通信系统. 由于洛拉在未经许可的频带中工作, 不需要频率许可费用. 如果您想仅覆盖有限的区域, 操作自己的网关和服务器完全有意义. 想建立自己的 LoRaWAN解决方案? 这比您想象的要容易! 您可以开始使用不同的Mokosmart Lorawan设备和解决方案.
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