物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸,通過各種感知設備,如射頻識別、傳感器、紅外燈,將信息傳送到接收器,再通過互聯(lián)網(wǎng)傳送,通過高層應用進行信息處理,以實現(xiàn)遠程監(jiān)視、自動報警、控制、診斷和維護,今兒實現(xiàn)“管理、控制、營運”的一體化。人們通過無線通信技術(shù)以智能方式連接數(shù)據(jù),連接幾乎所有事物,傳感器、網(wǎng)關(guān)、機器、設備、動物和人,使這些事物可以連接到云端,幫助管理者實現(xiàn)合理的決策。
在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的今天,Wi-Fi和蜂窩網(wǎng)絡的廣泛應用為我們的生活帶來巨大的變化。除此之外,還有其他諸如eMTC、NB-IoT、LoRa、SigFox、RPMA、HaLow、LTE-M、Weightless等多種LPWAN無線通信技術(shù)。
無線通信技術(shù)主要可以應用的領(lǐng)域在智能城市、智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能園區(qū)等。LPWAN的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新特點,具有廣覆蓋、低速率、低功耗、低成本的特點。低功耗廣域網(wǎng)絡市場是一個巨大的、不斷增長的產(chǎn)業(yè)機遇,低功耗傳感器將成為物聯(lián)網(wǎng)市場的主宰。
Lora技術(shù)的優(yōu)勢
無線局域網(wǎng)是短距離、高帶寬的消費者物聯(lián)網(wǎng),蜂窩網(wǎng)絡主要在戶外場景中應用的移動通信網(wǎng)絡。受限于無線局域網(wǎng)主要室內(nèi)應用和蜂窩網(wǎng)絡的較高功耗,LoRa技術(shù)填補了蜂窩技術(shù)和無線局域網(wǎng)技術(shù)的不足。
從目前來看,NB-IoT技術(shù)只能由運營商來部署,其他公司或組織不能自己部署網(wǎng)絡。要使用NB-IoT的網(wǎng)絡必須要等運營商把NB-IoT網(wǎng)絡鋪好,其進度與發(fā)展取決于運營商基礎網(wǎng)絡的建設。而LoRa是工作在免授權(quán)頻段的,無需申請即可進行網(wǎng)絡的建設,網(wǎng)絡架構(gòu)簡單,運營成本也低。
目前,LoRa主要在全球免費頻段運行,包括433、868、915 MHz等。LoRa采用基于CSS(ChirpSpread Spectrum)的無線調(diào)制/解調(diào)技術(shù),接收靈敏度達到-148db,在sub-1GHz的ISM頻段內(nèi)傳輸距離可達到十幾公里。具有遠距離、低功耗(電池壽命長)、多節(jié)點、低成本的特性。
使用LoRa技術(shù)構(gòu)建的公用網(wǎng)、私用網(wǎng)比現(xiàn)存的蜂窩網(wǎng)絡提供更廣的覆蓋范圍,這使得使用LoRa技術(shù)的設備更容易加入現(xiàn)有的LoRa網(wǎng)絡中去服務那些電池供電的IoT應用場景。
LoRa基于Sub-GHz的頻段使其更易以較低功耗遠距離通信,可以使用電池供電或者其他能量收集的方式供電;較低的數(shù)據(jù)速率也延長了電池壽命和增加了網(wǎng)絡的容量。LoRa信號對建筑的穿透力也很強。LoRa的這些技術(shù)特點更適合于低成本大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)部署。
在Semtech舉辦的2019 LoRa生態(tài)發(fā)展及創(chuàng)新應用論壇上,Semtech的副總裁兼無線和傳感產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理Alistair Fulton表示“到2020財年末,我們預計可用的網(wǎng)絡基礎設施的容量足以支持20多億個終端節(jié)點。預計LoRaWAN將成為主導性的LPWAN技術(shù),占據(jù)超過50%的市場份額?!?/p>
已落地的應用場景
LoRa技術(shù)目前已經(jīng)運用的場景很多,如智慧城市中水電氣表的抄表、市政、社區(qū)、園區(qū)、消防、環(huán)境、井蓋、垃圾桶、照明、建筑、停車等。在產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中可應用于農(nóng)林、水利、交通、工廠、電力、油田、水務、環(huán)保、資產(chǎn)管理、化工園、糧庫等,不同場景部署靈活。
LoRa已落地的應用很多,如智慧計量、智慧城市、智慧建筑、智慧環(huán)境、智慧供水、智慧物流、智慧工業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)、智慧醫(yī)療、安全營救等。有些應用已經(jīng)非常成熟,有些剛剛開始。
應用較為成熟的智慧計量、智慧物流、智慧農(nóng)業(yè)等,如智慧計量的應用可以在水表、電表、天然氣表的應用中實現(xiàn)智能抄表,在垃圾桶、回收庫、氣罐或其他任何容器的填充率監(jiān)測;智慧物流的應用如定位功能,可用于自動優(yōu)化收集路線并節(jié)省運營成本,可用于資產(chǎn)跟蹤實現(xiàn)更有效的庫存管理。
已經(jīng)有部分成熟應用的如智慧城市和智慧交通,定位汽車可用于事故跟蹤和通知,以及預測性維護。通過具體的位置數(shù)據(jù)助力AI算法做出更好的預測等;如智慧農(nóng)業(yè),溫濕度、二氧化碳、鹽堿度等傳感器定期的上傳數(shù)據(jù),對于農(nóng)業(yè)提高產(chǎn)量、減少水資源的消耗有重要的意義。
還在起步階段,大有可為的如智慧醫(yī)療、智慧環(huán)境等場景的應用。
小結(jié)
值得注意的的是,LoRa技術(shù)的優(yōu)勢雖多,但是其方案的部署除了需要新建網(wǎng)絡外,在LoRa設備較多、網(wǎng)絡較復雜時,設備相互之間還存在頻譜干擾現(xiàn)象,會影響方案的實際的部署應用效果。另外,還有一個不可忽視的方面就是,LoRa技術(shù)過于集中,集中于Semtech公司的技術(shù)專利,不利于整體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
由于LoRa與NB-IoT在應用方面有著很大的重疊性,差異化并不顯著,三大運營商的NB-IoT面臨“前后夾擊”的危險局面。而國內(nèi)LoRa技術(shù)自身也存在很多問題容易被當成“把柄”,比如沒有國產(chǎn)芯片而且不滿足國際加密要求、系統(tǒng)運行于非授權(quán)頻段、MAC協(xié)議很混亂等。
目前來說,雖然有阿里、騰訊、新華三等物聯(lián)網(wǎng)巨頭,還有其他諸多的物聯(lián)網(wǎng)科技公司使用,已經(jīng)發(fā)展出巨大的市場空間,但是提出LoRaWAN成為下一個Wi-Fi還為時尚早。