一文了解Lora物联网
什么是lora和lorawan
lora是创建长距离通讯连接的物理层或无线调制， 基于css调制技术（chirp spread spectrum）的lora技术相较于传统的fsk技术，能极大地增加通讯范围，且css技术数十年已经广受军事和空间通讯所采用，具有传输距离远、抗干扰性强等特点。
lorawan是为lora远距离通信网络设计一套通讯协议和系统架构。它是一种媒体访问控制（mac）层协议。lorawan在整个流程的中充当mac的功能，而lora调制充当物理层。
简单来说，单个网关或者基站可以覆盖整座城市或几百平方千米的范围，范围也取决于所使用位置的环境和干扰情况，但lora和lorawan相比于其他标准通讯技术有着更好的链路预算，它通常以db表示，是决定指定环境传输范围的关键因子，下图是部署在柏林的lora网络的覆盖情况。
什么物联网场景用lora？
在偏远地区，如果没有nb-iot信号，那么就更适合用lora了。例如高原地区的牛羊定位管理，养牦牛的或者是养跑山猪的。或者是物联网设备很密集的地方，lora也会比nb更便宜。例如智慧小区、智慧园区等等。
常见的lora组网方式
最常见的局域网的组网方式是形状组网。
星状组网是由中心节点和终端节点组成。如上图，中间的黑色圈就是中心节点，外部的小圆圈属于终端节点。
中心节点：就相当的一个网关，也是数据的处理中心。
终点节点: 就相当于探测器配件，诸如遥控器，无线门磁，烟感，燃气探测器等
lora为什么功耗低？
lora之所以功耗比nb-iot低，是因为极少发射数据。
就像两个人相距100米站着，你对别人喊话的时候要扯着嗓子吼，听的时候只需要静静的听，喊话的肯定比听话的累多了。
无线网络传输也一样，发送数据的时候比接收数据的时候功耗大的多。例如lora发射的工作电流超过100ma，接收的工作电流仅10ma。
这里讲的发射和和接收，不只是数据的上行和下行，还包括了“心跳包”内部的上行和下行。
nb就像两个人对话：一人说“告诉你一件事情，xxx”，另一人回答“好的，我听到了”。双方都在说话（发射数据）。
而lora就像两个人约定好时间，一人说“告诉你一件事情，xxx”，另一人只听，但不吭声。
nb-iot和2g 4g一样，是设备端主动去询问基站，问“我在线，你有没有需要发给我的数据？” 这个过程中就需要设备端发射数据出去。
而lora不需要这一步，lora会和基站约定一个时间窗口，时间一到，基站只管说，终端只管听。这就是lora功耗低的核心原因。
双方都约定“10分钟后”开始沟通，双方各自的手表准不准，就很关键了。于是lora终端和基站需要定期“对时间”，（通过beacon）。
基站“讲话”了，终端有没有“听到”？如果基站需要知道终端有没有收到下行信息，就需要终端上行一个反馈信息。
这些技术细节网上资料很多，就不赘述了。
lora的三个工作模式
lora的工作模式和nb-iot类似。
lora class-a，等同于nb-iot psm模式。物联网终端要主动发消息给基站，基站才能找得到终端，并且下发控制指令。
class-a 终端发数据的时候才能接收
lora class-b，等同于nb-iot的edrx模式。物联网终端隔一小段时间联系一次基站，此时基站才能找得到终端，并下发控制指令。
class-b 终端定期接收（一般是几十秒一次）
lora class-c，等同于nb-iot的drx模式或socket长连接。物联网终端和基站之间一直保持紧密联系，基站随时都能给终端下发控制指令。
class-c 终端随时都可以接收，功耗大
根据应用场景选择lora工作模式
不需要实时控制终端设备的，选择class-a。省电，一节电池能用几年。例如智能水表、气表、智能井盖、智能垃圾箱等
需要实时控制终端设备的，且延迟几十秒也无所谓的，选择class-b。省电和控制取个均衡。一节电池也能用半年。例如路灯控制、牛羊定位器、农林大棚控制等。
需要实时控制终端设备，且对延迟要求比较高的，选择class-c，老老实实接电源吧。话说这种情况也不是lora的主打应用场景，用的很少。
如何快速搭建lora物联网系统？
lorawan现在已经很成熟了，从传输模块到基站到lora云服务一整套可以打包获取。
开发者只需要用mcu挂载lora传输模块，就可以通过lora云服务器收取mcu的上行数据、下发控制指令。
和nb-iot几乎一模一样：mcu挂载nb模块，从运营商的服务器收取mcu的上行数据、下发控制指令。
两者的区别：lora需要自己买基站、nb需要自己去买sim卡。
举个例子
使用机智云gl600 lora网关、gm600 lora网关进行组网。
lora网关gl600、gm600采用嵌入式linux 系统进行全新架构和设计，方便维护更新和应用定制化开发。网关的主要功能和特性如下。
1、支持wi-fi、485串口通信、4g、5g全网通，智能选择通信方式
2、支持48通道，节点数1000+，最高可扩展至65535
3、支持传感器子设备多网关漫游
4、预留多种调试接口，方便维护
5、免开发快速接入后台，实现设备监控
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lorawan是为lora远距离通信网络设计一套通讯协议和系统架构。它是一种媒体访问控制（mac）层协议。lorawan在整个流程的中充当mac的功能，而lora调制充当物理层。
简单来说，单个网关或者基站可以覆盖整座城市或几百平方千米的范围，范围也取决于所使用位置的环境和干扰情况，但lora和lorawan相比于其他标准通讯技术有着更好的链路预算，它通常以db表示，是决定指定环境传输范围的关键因子，下图是部署在柏林的lora网络的覆盖情况。
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在偏远地区，如果没有nb-iot信号，那么就更适合用lora了。例如高原地区的牛羊定位管理，养牦牛的或者是养跑山猪的。或者是物联网设备很密集的地方，lora也会比nb更便宜。例如智慧小区、智慧园区等等。
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最常见的局域网的组网方式是形状组网。
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中心节点：就相当的一个网关，也是数据的处理中心。
终点节点: 就相当于探测器配件，诸如遥控器，无线门磁，烟感，燃气探测器等
lora为什么功耗低？
lora之所以功耗比nb-iot低，是因为极少发射数据。
就像两个人相距100米站着，你对别人喊话的时候要扯着嗓子吼，听的时候只需要静静的听，喊话的肯定比听话的累多了。
无线网络传输也一样，发送数据的时候比接收数据的时候功耗大的多。例如lora发射的工作电流超过100ma，接收的工作电流仅10ma。
这里讲的发射和和接收，不只是数据的上行和下行，还包括了“心跳包”内部的上行和下行。
nb就像两个人对话：一人说“告诉你一件事情，xxx”，另一人回答“好的，我听到了”。双方都在说话（发射数据）。
而lora就像两个人约定好时间，一人说“告诉你一件事情，xxx”，另一人只听，但不吭声。
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