LoRa的技术发展趋势

LoRa是近几年来一种被广泛应用到低功耗、远距离物联网传输解决方案，这篇文章着重从lora的技术原理开始讲解，讲述了技术概念和其特点，并简单介绍现极端lora技术在多个领域中的应用方式，以及这项技术最近几年来再国内外的发展历程

1、LoRa技术原理

物联网应用中的无线技术有很多种类，从传输距离上来进行分类的话可以分为两类，一类是短距离通信技术，比如我们生活中常见的wifi、蓝牙，ZigBee；另外一种则是长距离无线通信技术，其中包括广域网和低功耗广域网，而lora就属于低功耗广域网钟的一种

LoRa基于线性调频扩频调制，线性扩频因为其可以实现长距离通信和高强度抗干扰性，已经在军事还有空间通信等领域使用了数十年之久，而 LoRa是第一个用于商业用途的线性扩频调制网络。保持与FSK调制相同的低功率特性并显著增加了通信距离,改变了之前关于功耗和传输距离折中的考虑方式，为使用者提供了一种简单的能实现远距离、低功耗、大容量的系统，从而扩展传感网络。LoRa主要由终端传感器(内置lora模块)、网关DTU(基站)、云端存储服务器和客户端组成，应用数据可以在433、868、915MHz频段当中进行双向传输

2、LoRa的技术特点

2.1：LoRa的优点在于拥有较长距离的通信能力，其基于线性调频扩频调制，即明显的增加了通信距离，也保持了像FSK调制相同的低功耗性，在157db的链路预算下lora的通信距离最长可以达到惊人的15KM，一个网关或者基站可以覆盖数百平方公里(覆盖的范围取决于周围障碍物以及周边的环境)

2.2：除了长距离之外，lora还有一个优点便是低功耗，lora的接收电流仅为10mA，睡眠电流200nA，这非常大程度上延长了电池的寿命，很多传统无线系统使用频移键控(FSK)调制方式来作为物理层，但是LoRaWAN网络中的节点是异步的，并且无论是事件驱动还是调度，都是在数据准备好发送时才进行通信，相比其他的技术，LoRa网络的功耗拥有其他技术的3~5倍优势

2.3：抗干扰性强，LoRa技术自身就拥有超高的接收灵敏(RSSI)和非常强的噪比(SNR)，使用跳频技术，通过伪随机码序列进行键控频移，从而防止定频干扰。不同扩频序列的终端使用相同的频率也不会相互干扰，使得集中器/网关可以并行接收多个节点的数据，提高了系统的接收容量

2.4：网络带宽容量大，基于LoRa的大容量基站每天可以支持数百万条的消息，而一个大容量基站就可以支持数千台设备，为了让远程星形组网可用，网关都必须要有非常大的带宽容量来接收来自大量节点的消息。而lora网络就满足这一点

2.5：使用成本低：大家都知道，在国内使用大部分频段都是需要申请频段频率使用许可证的，但是lora在使用国内的433、868HMz频段的时候则免拍照即可使用，除此之外，由于lora基础设施成本，节点和终端成本低，使得LoRa和其网络在链路上硬件花费相对于其他的标准化通信技术要低很多

2.6：网络安全性高，对于任何低功率广域网络(LPWAN)来说，安全性能都是非常重要的，LoRaWAN则可以很好的保护数据和隐私，128AES加密从使传输从传感器到应用服务器再到后台的所有数据都在多个级别上进行加密，使其成为了当前市场上最安全的LPWAN之一。LoRa的网络使用了两层安全性：一层用于应用程序，一层用于网络，相当于有两把锁，使得网络操作人员无法访问终端用户的应用数据

2.7：生态体系成熟：LoRa采用开放的标准协议，使得从网关，终端，服务器、芯片、开发工具和终端产品都可以有许多不同的供应商，可为运营商或者用户提供多样化的解决方案