什么物聯(lián)網(wǎng)場景用LoRa？

　　在偏遠(yuǎn)地區(qū)，如果沒有NB-IoT信號，那么就更適合用LORA了。例如高原地區(qū)的牛羊定位管理，養(yǎng)牦牛的或者是養(yǎng)跑山豬的?；蛘呤俏锫?lián)網(wǎng)設(shè)備很密集的地方，LORA模塊也會比NBiot模塊更便宜。例如智慧小區(qū)、智慧園區(qū)等等。

 

　　LoRa模塊為什么功耗低？

　　LoRa模塊之所以功耗比NB-IoT窄帶傳輸模塊低，是因?yàn)闃O少發(fā)射數(shù)據(jù)。

 

　　就像兩個(gè)人相距100米站著，你對別人喊話的時(shí)候要扯著嗓子吼，聽的時(shí)候只需要靜靜的聽，喊話的肯定比聽話的累多了。

 

　　無線網(wǎng)絡(luò)傳輸也一樣，發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候比接收數(shù)據(jù)的時(shí)候功耗大的多。例如LoRa發(fā)射的工作電流超過100mA，接收的工作電流僅10mA。

 

　　這里講的發(fā)射和和接收，不只是數(shù)據(jù)的上行和下行，還包括了“心跳包”內(nèi)部的上行和下行。

 

　　NB就像兩個(gè)人對話：一人說“告訴你一件事情，xxx”，另一人回答“好的，我聽到了”。雙方都在說話（發(fā)射數(shù)據(jù)）。

 

　　而LoRa就像兩個(gè)人約定好時(shí)間，一人說“告訴你一件事情，xxx”，另一人只聽，但不吭聲。

 

　　NB-IoT和2G、4G一樣，是設(shè)備端主動去詢問基站，問“我在線，你有沒有需要發(fā)給我的數(shù)據(jù)？” 這個(gè)過程中就需要設(shè)備端發(fā)射數(shù)據(jù)出去。

 

　　而LoRa不需要這一步，LoRa會和基站約定一個(gè)時(shí)間窗口，時(shí)間一到，基站只管說，終端只管聽。這就是LoRa功耗低的核心原因。

 

　　雙方都約定“10分鐘后”開始溝通，雙方各自的手表準(zhǔn)不準(zhǔn)，就很關(guān)鍵了。于是LoRa終端和基站需要定期“對時(shí)間”，（通過beacon）。

 

　　基站“講話”了，終端有沒有“聽到”？如果基站需要知道終端有沒有收到下行信息，就需要終端上行一個(gè)反饋信息。

 

　　這些技術(shù)細(xì)節(jié)網(wǎng)上資料很多，就不贅述了。

 

　　LoRa的三個(gè)工作模式

　　LoRa的工作模式和NB-IoT類似。

 

　　LoRa Class-A，等同于NB-IoT PSM模式。物聯(lián)網(wǎng)終端要主動發(fā)消息給基站，基站才能找得到終端，并且下發(fā)控制指令。

lora無線閥門控制器是利用電池供電并控制電磁閥門，解決了農(nóng)田無電源供電的問題，最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對閥門的控制以及狀態(tài)的采集，在保證設(shè)備低功耗的同時(shí)，集成了閥門狀態(tài)監(jiān)測傳感器以及斷線狀態(tài)監(jiān)測開關(guān)和電池電量檢測，以便及時(shí)向平臺報(bào)告設(shè)備的運(yùn)行狀況。

 

傳統(tǒng)的農(nóng)田環(huán)境管理系統(tǒng)存在大量電纜鋪設(shè)、電纜暴露、通信線路過長等問題，因而導(dǎo)致組網(wǎng)時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)電、抗干擾能力弱及施工困難等問題。隨著電子技術(shù)與無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，遠(yuǎn)距離無線數(shù)據(jù)傳輸也被用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

目前，大多數(shù)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測采用ZigBee、WiFi等無線通信技術(shù)，但在面對地域廣闊、分布不集中、自然環(huán)境惡劣的農(nóng)業(yè)應(yīng)用場合，其通信距離、功耗、抗干擾和組網(wǎng)規(guī)模上存在局限性。而LORA在相同的功耗下比其它無線方式傳播的距離更遠(yuǎn)，實(shí)現(xiàn)了低功耗和遠(yuǎn)距離的統(tǒng)一，在同樣的功耗下比傳統(tǒng)的無線通信射頻通信距離擴(kuò)大3-5倍，應(yīng)用在農(nóng)業(yè)大田管理可有效節(jié)省人力、物力，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程智能化管理。

基于LORA組網(wǎng)通信的數(shù)據(jù)采集和無線灌溉控制系統(tǒng)解決方案建設(shè)的總目標(biāo)是針對農(nóng)業(yè)大田種植分布廣、監(jiān)測點(diǎn)多、布線和供電困難等特點(diǎn)，采用LORA無線傳輸技術(shù)，遠(yuǎn)程對與農(nóng)作物生長密切相關(guān)的土壤墑情和氣象環(huán)境進(jìn)行在線監(jiān)測，對田間灌溉電磁閥進(jìn)行遠(yuǎn)程智能自動化控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精準(zhǔn)灌溉，叢而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化管理。

LORA無線灌溉控制系統(tǒng)由LORA無線采集器、LORA無線控制器、LORA網(wǎng)關(guān)、農(nóng)業(yè)四情測報(bào)平臺組成。通過LORA無線通信技術(shù)將LORA采集器采集的環(huán)境溫度、濕度、光照強(qiáng)度、土壤墑情等參數(shù)傳輸至LORA網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)再通過4G/以太網(wǎng)的方式上傳至云平臺，分析處理各項(xiàng)環(huán)境數(shù)據(jù)信息。把達(dá)到所設(shè)閾值或人為干預(yù)操作作為灌溉設(shè)備運(yùn)行的控制條件，實(shí)現(xiàn)智能化灌溉，改變了以往關(guān)于農(nóng)田管理系統(tǒng)傳輸距離與功耗相矛盾的問題。

整個(gè)解決方案結(jié)合農(nóng)業(yè)大田的實(shí)際環(huán)境，將農(nóng)業(yè)大田分為若干個(gè)區(qū)域，采用LORA無線組網(wǎng)方式，多點(diǎn)、遠(yuǎn)距離、分布式的原則，在不同區(qū)域安裝相應(yīng)的設(shè)備，具體架構(gòu)如下：

1、LORA采集器、LORA無線控制器與LORA網(wǎng)關(guān)采用LORA無線組網(wǎng)通信。無需布線，實(shí)現(xiàn)測點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)之間無線連接，避免大量電纜鋪設(shè)、電纜暴露、通信線路過長等問題。采用LoRa無線通信技術(shù)的原因在于它的數(shù)據(jù)長距離傳輸能力，其通信距離可達(dá)視距3000米，室內(nèi)可穿3~4 層樓板。LoRa技術(shù)具有高性能、遠(yuǎn)距離、低功耗、支持大規(guī)模組網(wǎng)、測距和定位等特點(diǎn)，這使得該方案成為物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模推廣應(yīng)用的一種理想的技術(shù)選擇。

2、LORA網(wǎng)關(guān)設(shè)備可與有效通信距離范圍內(nèi)的32臺LORA控制器通信，并下發(fā)無線控制指令讓LORA控制器執(zhí)行動作，同時(shí)可采集64個(gè)要素的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)。支持遠(yuǎn)程手動控制、自動控制、定時(shí)控制等多種灌溉模式，遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)灌溉系統(tǒng)中電磁閥的開/關(guān)控制。滿足在無人值守的情況下，也能精準(zhǔn)地控制用水的需求，節(jié)約人力、水資源。