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LoRaWAN通讯协议及网络架构图

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发布日期:2022-06-30

LoraWAN是一种基于LoRa远距离通信技术配套设计的一套通讯协议和系统架构。LoRaWAN网络通常以星形拓扑布局,其中网关中继终端设备和后端中央网络服务器之间的消息。网关通过标准IP连接到网络服务器,而终端设备使用单跳LoRa或FSK通信到一个或多个网关。所有的交流通常都是虽然从终端设备到网络服务器的上行通信是双向的预计是主要的交通。一个LoRaWAN典型的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。基站和终端之间采用星型网络拓扑,由于LoRa的长距离特性,它们之间得以使用单跳传输。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UDP上。如下是LoRaWAN典型的网络架构图:

 

 

同时LoRaWAN是面向全球地区的通讯协议,结合各个国家地区的要求,延伸出每个地区专有的地区文件,不同地区通过不同的地区文件进行区分。比如欧洲使用EU868,EU433,美国使用US915,中国使用CN790和CN470。

在我国,根据《微功率(短距离)无线电设备的技术要求》(信部无〔2005〕423号)(工业和信息化部第52号文 2019年)民用计量设备使用470MHz-510MHz,下文就LoRaWAN-CN470地区文件进行解读。

二、CN470-510地区参数分析

1.信道频率

上行通道-96个,以125kHz为带宽,从470.3MHz以200kHz为步长增长到489.3MHz,DR0-Dr5,CR使用4/5。

下行通道-48个,以125kHz为带宽,从500.3MHz以200kHz步长增长道509.7MHz,DR0-DR5,CR使用4/5。

支持上下异频和上下同频,可根据实际情况使用。

 

 

同频模式下,上行频率和下行频率相同。异频模式下频率分布如下表

 

 

2.支持功率

LoRaWAN支持8种不同功率,默认MaxEIRP为19.15dBm,最小为5.15dBm,在正常通讯时,根据实际环境交由ADR自动控制,或者手动进行设置。

 

3.支持空速

LoRaWAM支持6种空速,从SF7-SF12,分别从0.25kbit/s到5.47kbit/s。

 

 

 

 

LoRaWAN终端解决方案


车位状态实时监测;信息透明,杜绝城市停车管理混乱
实时监控城市井盖位置信息对于井盖异常丟失、异常开启、破损等状态信息实时传输用于数据分析和预警
远距离路灯控制、故障、线路监测,实现动态照明,节能管理

追踪或者定位市场的一个重要的需求就是终端的电池使用寿命。物流追踪可以作为混合型部署的实际案例。物流企业可以根据定位的需要在需要场所部网,可以是仓库或者运输车辆上,便携式的基站(LoRa网关)便派上了用场,而LPWAN网络使用网关/集中器扩展系统容量,基础设施容易建设和部署。


工厂机器的运行需要实时的监控,不仅可以保证生产效率而且通过远程监控可以提高人工效率。在工厂的自动化制造和生产中,有许多不同类型的传感器和设备。一些场景需要低成本的传感器配以低功耗和长寿命的电池来追踪设备、监控状态。


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,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就十分适用于这样的场景。

 

以微功率地磁感应车辆检测技术(MP-AMR)为基础消防通道检测器结合毫米波识别技术,提高识别准确率电池供电工作抗压外壳,可用于室内和室外的停车信息系统(PIS)应用运营商NB-IoT网络,支持移动、联通、电信网络,不需要网关和中继 电池寿命长,且可更换电池工作的温度范围大且防水易于安装、调试,自学习功能,免人工初始化 IP68等级防水外壳,内外胆设计,易于维修  

特殊特征:

 - 超低功耗,超长工作时间
- 覆盖半径广(只要运营商基站覆盖的范围内都可以)
- 环境因素自动补偿算法,磁场的自校准算法
- 运营商NB-IoT无线数据传输,无线参数设置,支持LoRa/LoRaWan自组网频段
- 故障监控,电池监测,低电量自动报警
- 对室内和室外应用都具防水功能
- 防静电,12K电弧放电,3K接触放电

规格:

应用环境: - 温度 :-34°C to +74°C (工作温度) :-40°C to +80°C (保存温度)
探测算法特性:- 双模地磁车位检测器为适用于室内和室外应用而优化的磁传感和雷达识别算法
物理尺寸 - Φ114毫米x  高94毫米
重量  - < 550g(典型值)
外壳材料 - 加强尼龙

电源及寿命
- 3.6V,19Ah锂电池  :可用3年以上(电池寿命将受到RF环境、车辆计数以及探测功能配置的影响而发生变化)

双模地磁车位检测器应用案例:

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