物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸,通過(guò)各種感知設(shè)備,如射頻識(shí)別、傳感器、紅外燈,將信息傳送到接收器,再通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳送,通過(guò)高層應(yīng)用進(jìn)行信息處理,以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視、自動(dòng)報(bào)警、控制、診斷和維護(hù),今兒實(shí)現(xiàn)“管理、控制、營(yíng)運(yùn)”的一體化。人們通過(guò)無(wú)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(jī)器、設(shè)備、動(dòng)物和人,使這些事物可以連接到云端,幫助管理者實(shí)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(luò)的廣泛應(yīng)用為我們的生活帶來(lái)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(wú)線通信技術(shù)。
無(wú)線通信技術(shù)主要可以應(yīng)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(diǎn),具有廣覆蓋、低速率、低功耗、低成本的特點(diǎn)。低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)是一個(gè)巨大的、不斷增長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇,低功耗傳感器將成為物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的主宰。
Lora技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
無(wú)線局域網(wǎng)是短距離、高帶寬的消費(fèi)者物聯(lián)網(wǎng),蜂窩網(wǎng)絡(luò)主要在戶外場(chǎng)景中應(yīng)用的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。受限于無(wú)線局域網(wǎng)主要室內(nèi)應(yīng)用和蜂窩網(wǎng)絡(luò)的較高功耗,LoRa技術(shù)填補(bǔ)了蜂窩技術(shù)和無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)的不足。
從目前來(lái)看,NB-IoT技術(shù)只能由運(yùn)營(yíng)商來(lái)部署,其他公司或組織不能自己部署網(wǎng)絡(luò)。要使用NB-IoT的網(wǎng)絡(luò)必須要等運(yùn)營(yíng)商把NB-IoT網(wǎng)絡(luò)鋪好,其進(jìn)度與發(fā)展取決于運(yùn)營(yíng)商基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。而LoRa是工作在免授權(quán)頻段的,無(wú)需申請(qǐng)即可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)營(yíng)成本也低。
目前,LoRa主要在全球免費(fèi)頻段運(yùn)行,包括433、868、915 MHz等。LoRa采用基于CSS(ChirpSpread Spectrum)的無(wú)線調(diào)制/解調(diào)技術(shù),接收靈敏度達(dá)到-148db,在sub-1GHz的ISM頻段內(nèi)傳輸距離可達(dá)到十幾公里。具有遠(yuǎn)距離、低功耗(電池壽命長(zhǎng))、多節(jié)點(diǎn)、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(luò)提供更廣的覆蓋范圍,這使得使用LoRa技術(shù)的設(shè)備更容易加入現(xiàn)有的LoRa網(wǎng)絡(luò)中去服務(wù)那些電池供電的IoT應(yīng)用場(chǎng)景。
LoRa基于Sub-GHz的頻段使其更易以較低功耗遠(yuǎn)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(zhǎng)了電池壽命和增加了網(wǎng)絡(luò)的容量。LoRa信號(hào)對(duì)建筑的穿透力也很強(qiáng)。LoRa的這些技術(shù)特點(diǎn)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(yīng)用論壇上,Semtech的副總裁兼無(wú)線和傳感產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理Alistair Fulton表示“到2020財(cái)年末,我們預(yù)計(jì)可用的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的容量足以支持20多億個(gè)終端節(jié)點(diǎn)。預(yù)計(jì)LoRaWAN將成為主導(dǎo)性的LPWAN技術(shù),占據(jù)超過(guò)50%的市場(chǎng)份額?!?/p>
已落地的應(yīng)用場(chǎng)景
LoRa技術(shù)目前已經(jīng)運(yùn)用的場(chǎng)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(yīng)用于農(nóng)林、水利、交通、工廠、電力、油田、水務(wù)、環(huán)保、資產(chǎn)管理、化工園、糧庫(kù)等,不同場(chǎng)景部署靈活。
LoRa已落地的應(yīng)用很多,如智慧計(jì)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(yíng)救等。有些應(yīng)用已經(jīng)非常成熟,有些剛剛開(kāi)始。
應(yīng)用較為成熟的智慧計(jì)量、智慧物流、智慧農(nóng)業(yè)等,如智慧計(jì)量的應(yīng)用可以在水表、電表、天然氣表的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)智能抄表,在垃圾桶、回收庫(kù)、氣罐或其他任何容器的填充率監(jiān)測(cè);智慧物流的應(yīng)用如定位功能,可用于自動(dòng)優(yōu)化收集路線并節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本,可用于資產(chǎn)跟蹤實(shí)現(xiàn)更有效的庫(kù)存管理。
已經(jīng)有部分成熟應(yīng)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(yù)測(cè)性維護(hù)。通過(guò)具體的位置數(shù)據(jù)助力AI算法做出更好的預(yù)測(cè)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(duì)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(chǎng)景的應(yīng)用。
小結(jié)
值得注意的的是,LoRa技術(shù)的優(yōu)勢(shì)雖多,但是其方案的部署除了需要新建網(wǎng)絡(luò)外,在LoRa設(shè)備較多、網(wǎng)絡(luò)較復(fù)雜時(shí),設(shè)備相互之間還存在頻譜干擾現(xiàn)象,會(huì)影響方案的實(shí)際的部署應(yīng)用效果。另外,還有一個(gè)不可忽視的方面就是,LoRa技術(shù)過(guò)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(yīng)用方面有著很大的重疊性,差異化并不顯著,三大運(yùn)營(yíng)商的NB-IoT面臨“前后夾擊”的危險(xiǎn)局面。而國(guó)內(nèi)LoRa技術(shù)自身也存在很多問(wèn)題容易被當(dāng)成“把柄”,比如沒(méi)有國(guó)產(chǎn)芯片而且不滿足國(guó)際加密要求、系統(tǒng)運(yùn)行于非授權(quán)頻段、MAC協(xié)議很混亂等。
目前來(lái)說(shuō),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(chǎng)空間,但是提出LoRaWAN成為下一個(gè)Wi-Fi還為時(shí)尚早。