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LoRa通訊技術和其優勢

 LoRa是LPWAN通訊技術中的一種,是美國Semtech公司採用和推廣的一種基於擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。這一方案的出現改變了以往關於傳輸距離和功耗需要折中的考慮方式,為使用者提供了一種簡單的能實現遠距離通訊、電池壽命長、大容量的系統,進而拓展出感測網路。目前,LoRa主要在全球免費頻段執行,包括433、868、915等頻段。

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  LoRa網路主要由終端(可內建LoRa模組)、閘道器(或稱基站)、Server和雲四部分組成。應用資料可雙向傳輸。一般說來,傳輸速率、工作頻段和網路拓撲結構是影響感測網路特性的三個主要引數。傳輸速率的選擇將影響系統的傳輸距離和電池壽命;工作頻段的選擇要折中考慮頻段和系統的設計目標;而在FSK系統中,網路拓撲結構的選擇是由傳輸距離要求和系統需要的節點數目來決定的。

  LoRa融合了數字擴頻、數字訊號處理和前向糾錯編碼技術,擁有這前所未有的效能。此前,只有那些高等級的工業無線電通訊會融合這些技術,而隨著LoRa的引入,嵌入式無線通訊領域的局面發生了徹底的改變。

  前向糾錯編碼技術是給待傳輸資料序列中增加了一些冗餘資訊,這樣,資料傳輸程序中注入的錯誤碼元在接收端就會被及時糾正。這一技術減少了以往建立“自修復”資料包來重發的需求,且在解決由多徑衰落引發的突發性誤碼中表現良好。一旦資料包分組建立起來且注入前向糾錯編碼以保障可靠性,這些資料包將被送到數字擴頻調製器中。這一調製器將分組資料包中每一位元饋入一個“展擴器”中,將每一位元時間劃分為眾多碼片。

  即使噪聲很大,LoRa也能從容應對,LoRa調變解調器經配置後,可劃分的範圍為64-4096碼片/位元,最高可使用4096碼片/位元中的最高擴頻因子(12)。相對而言,ZigBee僅能劃分的範圍為10-12碼片/位元。

  通過使用高擴頻因子,LoRa技術可將小容量資料通過大範圍的無線電頻譜傳輸出去。實際上,當你通過頻譜分析儀測量時,這些資料看上去像噪音,但區別在於噪音是不相關的,而資料具有相關性,基於此,資料實際上可以從噪音中被提取出來。擴頻因子越高,越多資料可從噪音中提取出來。在一個運轉良好的GFSK接收端,8dB的最小信噪比(SNR)需要可靠地解調訊號,採用配置AngelBlocks的方式,LoRa可解調一個訊號,其信噪比為-20dB,GFSK方式與這一結果差距為28dB,這相當於範圍和距離擴大了很多。在戶外環境下,6dB的差距就可以實現2倍於原來的傳輸距離。

  因此,使用LoRa技術我們能夠以低發射功率獲得更廣的傳輸範圍和距離,這種低功耗廣域技術正是我們所需的。

  總結下LoRa模組的優勢特點:

  1、空曠傳輸距離8000米

  2、工作頻率:433/470/868/915MHz可選

  3、靈敏度高達 -139 dBm -139 dBm

  4、TTL/232/485電平介面

  5、通訊頻道多達40個

  LoRa的出現使得無線通訊距離得到了新的突破,為物聯網應用帶來了新的發展,並且給一些需要遠距離傳輸的應用提供了技術支援。LoRa在遠端抄表、安防系統、門禁系統和定時定位等領域都有著突出的表現。