LoRa-Wireless-Technologie im Bereich der IoT-Anwendungen

LoRa-Funktechnologie im Bereich IoT-Anwendungen

Einführung in LoRa

Der vollständige Name von"LoRa": "Langstreckenfunk"ist eine Chirp-Spread-Spectrum-Modulationstechnologie. Der chinesische Name ist"Langstreckenfunk". Es handelt sich um einen von semtech entwickelten drahtlosen Standard für lokale Netzwerke mit geringem Stromverbrauch. Ein geringer Stromverbrauch ist im Allgemeinen schwer zu bewältigen. Langstrecken, Langstrecken erfordern im Allgemeinen einen hohen Stromverbrauch. Für Pferde scheint es schwierig zu sein, weit zu laufen, ohne Gras zu fressen.Das größte Merkmal von LoRa besteht darin, dass es bei gleichem Stromverbrauch eine größere Reichweite als andere drahtlose Methoden erreichen kann und die Einheit von geringem Stromverbrauch und großer Entfernung wirklich verwirklicht. Bei gleichem Stromverbrauch ist LoRa länger als herkömmliche Funkfrequenzkommunikation. Es kann drei- bis fünfmal erweitert werden und wird daher häufig in verschiedenen Bereichen des Internets der Dinge eingesetzt.

Es gibt viele drahtlose Technologien im Bereich der IoT-Anwendungen, wie z. B. 2,4 GHz WiFi, Bluetooth, Zigbee usw. Diese Technologien können ein lokales Netzwerk bilden, und diese drahtlosen Technologien wie 2G/3G/4G können ein Weitverkehrsnetzwerk bilden. Die Vor- und Nachteile liegen auf der Hand. Es kann wie in der folgenden Abbildung dargestellt zusammengefasst werden.

Bei diesen Technologien scheint es, dass wir nur zwischen großer Reichweite und geringem Stromverbrauch wählen können. Bis zur Entwicklung eines Low Power Wide Area Network, LPWAN (Low Power Wide Area Network), können Entwickler bei der Einführung der LPWAN-Technologie beides berücksichtigen, die Realisierung einer Kommunikation über größere Entfernungen und einen geringeren Stromverbrauch maximieren und gleichzeitig zusätzliche Repeater-Kosten einsparen.

Im Bereich Low-Power Wide-Area Internet of Things (LPWAN) gibt es zwei getrennte Lager:"lizenziertes Spektrum"Und"nicht lizenziertes Spektrum"; Im lizenzierten Spektrum ist die NB-IoT-Technologie führend, die von in- und ausländischen Betreibern, Geräteherstellern, Modul- und Chipherstellern und anderen industriellen Ökosystemen vorangetrieben wird. Das nicht lizenzierte Spektrum-Lager wird von der LoRa-Technologie dominiert. Nach mehreren Rückschlägen in der inländischen Entwicklung sind die Bemühungen globaler Umweltpartner zum globalen De-facto-Standard geworden.

Die Zusammensetzung des LoRa-Netzwerks

Das LoRa-Netzwerk besteht im Wesentlichen aus vier Teilen: Terminal (mit integriertem LoRa-Modul), Gateway (oder Basisstation), Server und Cloud. Bewerbungsdaten können in beide Richtungen übertragen werden.

Technische Punkte von LoRa

LoRa kombiniert digitales Spreizspektrum, digitale Signalverarbeitung und Vorwärtsfehlerkorrektur-Codierungstechnologie mit beispielloser Leistung. Zuvor werden nur fortschrittliche industrielle Funkkommunikation mit diesen Technologien kombiniert, und mit der Einführung von LoRa hat sich die Situation im Bereich der eingebetteten drahtlosen Kommunikation völlig verändert.Die Vorwärtsfehlerkorrektur-Codierungstechnologie besteht darin, der zu übertragenden Datensequenz redundante Informationen hinzuzufügen, damit die während des Datenübertragungsprozesses eingefügten Fehlersymbole am Empfangsende rechtzeitig korrigiert werden können. Diese Technik reduziert den bisherigen Erstellungsbedarf"Selbstreparatur"Pakete, die erneut übertragen werden müssen, und eignet sich gut zur Behebung plötzlicher Fehler, die durch Multipath-Fading verursacht werden. Um die Zuverlässigkeit sicherzustellen, wird die Gruppierung der Datenpakete festgelegt und eine Vorwärtsfehlerkorrekturcodierung eingefügt, um die Zuverlässigkeit sicherzustellen. Anschließend wird das Datenpaket an den digitalen Spreizspektrumsmodulator gesendet. Der Modulator gibt jedes Bit im Paketdatenpaket in ein ein"verbreiten"und teilt jede Bitzeit in mehrere Chips auf.

LoRa kann problemlos mit Rauschen umgehen, das LoRa-Modem konfigurieren, nach der Konfiguration kann es in 64-4096 Chips/Bit aufgeteilt werden, und der maximale Spreizfaktor (12) in 4096 Chips/Bit kann maximal verwendet werden. Im Gegensatz dazu kann ZigBee nur Chips/Bits von 10-12 Codes aufteilen.

Die LoRa-Technologie nutzt hohe Spreizkoeffizienten, um Daten mit geringer Kapazität über einen breiten Bereich des Funkfrequenzspektrums zu übertragen. Wenn Sie mit einem Spektrumanalysator messen, sehen die Daten tatsächlich wie Rauschen aus, aber der Unterschied besteht darin, dass das Rauschen irrelevant ist und die Daten auch relevant sind. Aus diesem Grund können die Daten tatsächlich aus dem Rauschen extrahiert werden..Je höher der Spreizfrequenzkoeffizient ist, desto mehr Daten können aus dem Rauschen extrahiert werden. Für einen gut funktionierenden GFSK-Empfänger muss ein minimales Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) von 8 dB zuverlässig demoduliert werden. Durch die Konfiguration von AngelBlocks kann LoRa ein Signal mit einem Signal-Rausch-Verhältnis von -20 dB demodulieren. Dieses Ergebnis weicht um 28 dB ab, was einer Vergrößerung von Reichweite und Distanz gleichkommt.In einer Außenumgebung kann eine Lücke von 6 dB das Doppelte der ursprünglichen Übertragungsentfernung erreichen.

Auf diese Weise kann die LoRa-Technologie eine größere Übertragungsreichweite und -distanz bei geringerer Sendeleistung erreichen. Diese Low-Power-Wide-Area-Technologie ist genau das, was wir brauchen.

Das Low Power Wide Area Network (LPWAN) ist ein unverzichtbarer Bestandteil des Internets der Dinge. Es zeichnet sich durch geringen Stromverbrauch, große Abdeckung und starke Durchdringung aus. Es eignet sich besonders zur Wasserpositionierung, Straßenlaternenüberwachung und Parkplatzüberwachung. In anderen Anwendungen werden kleine Datenmengen gesendet und empfangen.LPWAN-bezogene Organisationen Die LoRa Alliance hat 145 Mitglieder auf der ganzen Welt und ihr umfangreiches Ökosystem macht Geräte kompatibel, die dem LoRaWAN-Protokoll folgen.Eine Kommunikationsmethode, die vollständig mit LoRaWAN kompatibel ist und auf Zehntausende drahtlose Sensorknoten in einer Reichweite von 5 bis 10 Kilometern zugreifen kann, wodurch der Kommunikationsstromverbrauch der Knoten effektiver reduziert wird als bei der herkömmlichen Punkt-zu-Punkt-Polling-Kommunikationsmethode.