通信和网络协议是物联网(IoT)应用的重要组成部分。。。。没有它们,,,,就不可能实现用于创建智能应用的设备互连和数据交换。。。。
好在,,关于此类协议有多种选择,,,,具有不同的技术特征和实用程序,,,每一种都适用于特定领域和用例场景。。。。
最流行的网络协议之一,,,,尤其是在物联网应用领域中使用的是远程广域网,,也称为LoRaWAN。。特定技术的定义是其低功耗要求和远程功能,,同时增强物联网设备的整体功能。。。。
本文将研究LoRaWAN的官方定义,,,,同时试图从技术上进行解释,,,,以便通过描述协议规范来理解和继续。。。。
在深入研究协议的定义之前,,,先了解一些关于其起源的重要事实。。。
LoRaWAN由LoRa联盟开发,,该联盟成立于2015年,,,拥有500多个成员,,,包括物联网产品和服务提供商、、、、制造商和电信企业。。。。
LoRaWAN于2009年由格勒诺布尔企业Cycléo的创始人开发,,该企业于2012年被Semtech收购。。三年后,,,Semtech成立了LoRa联盟,,,,这是一个行业协会,,,目前拥有500多个成员,,,包括物联网产品和服务提供商、、、、制造商和电信企业。。。Semtech正是通过这个生态系统来推广协议并在全球范围内开发其用途。。
此外,,,LoRaWAN是一种介质访问控制(MAC)层协议,,,,于2021年成为国际电信联盟(ITU)官方认可的低功耗广域网(LPWAN)标准。。
LoRa联盟官方发布的定义如下:
“LoRaWAN®规范是一种低功耗、、、、广域(LPWA)网络协议,,,,旨在将电池供电的“事物”无线连接到区域、、、国家或全球网络中的互联网,,,,并针对关键的物联网(IoT)要求,,,,例如如双向通信、、、、端到端安全、、移动性和本地化服务。。”
LoRaWAN结合了物联网设备和网络的无线互连功能,,,同时为最终用户保留了重要的功能。。
下面一行一行地详细解释这个定义。。。。
“LoRaWAN®规范是一种低功耗广域(LPWA)网络协议”——LoRaWAN是一种具有低能量要求但支持更大区域的通信协议。。。
“旨在将电池供电的‘事物’无线连接到区域、、、国家或全球网络中的互联网”——其能够通过互联网无线互连物联网电池供电设备,,,支持从本地到全球级别的网络。。。。
“并针对关键的物联网(IoT)需求,,,,例如双向通信、、端到端安全、、、、移动性和本地化服务。。。。”——作为一种协议,,其旨在进一步增强重要的物联网需求,,,,例如双向通信和数据传输、、从一个设备到另一个设备的安全数据传输、、支持便携性和协助实时跟踪功能。。。
其技术规范的基础是与LoRa的连接,,,,LoRa是Semtech开发的一种无线调制方案。。。。具体来说,,,,由于其MAC特性,,,,其作为LoRa的扩展,,,并将支持的节点以星形拓扑部署到LoRa系统中。。。。
LoRaWAN的主要特点如下:
远距离通信范围,,,,具体取决于应用。。。
物联网设备的电池续航时间长达10年,,,,根据LoRaWAN规范中提供的不同类型类别,,,能源消耗会受到影响。。
对操作条件和维护以及选定的设备都有低成本要求。。。
通常情况下,,其支持用于通信和数据交换的免许可频谱,,,但在某些地区可能会有特定规定。。。。
数据速率取决于要传输的有效负载大小。。。。其范围是0.3kbps~50kbps,,,有效负载大小为51字节~241字节。。。。
考虑到协议的技术特性及其定义的功能,,,可以看看其优点和缺点。。。。先说优点:
从其定义和技术特征中可以看出,,LoRaWAN协议的最大优势之一是其低功耗要求和增加的电池容量,,以及远距离能力。。。这使其成为物联网技术和智能解决方案部署的完美解决方案。。。该协议通过专用网络在室内运行良好,,,,并允许在某些情况下使用传感器从地下设备收集数据。。。
实际上,,,该协议同时支持公共网络和专用网络。。。。该协议还支持实时跟踪服务和地理定位,,,,无需GPS芯片组。。。。
但是,,其也有一些缺点:
由于数据速率有限,,,其不适合大负载。。。。其也不能支持多媒体文件,,,,如音频或视频。。。另一个需要考虑的因素是,,根据安装的传感器,,,,有时可能会有轻微的延迟。。。事实上,,,,对于C类传感器,,,指令(下行链路)在编程后立即发送,,,,并且没有延迟。。对于A类传感器,,指令在传感器向服务器发送消息后执行。。
以下是A&C类设备的一些用例:
-使用恒温阀创建简单的加热调节。。。
-使用干接触传感器监控开/关继电器。。。。在这些示例中,,,,对于响应式调节或快速开/关,,,,建议使用C类设备。。。
最后,,,根据用例和使用的频率类型,,,,可能需要进行额外设置以避免潜在干扰。。。
LoRaWAN通信协议是一种远程、、、、低功耗无线协议,,,旨在将物体连接到互联网,,,,例如传统蜂窝连接无法选择或成本高昂的环境中的物联网传感器。。。由于其使用寿命和成本,,,,其是智能建筑的有效且可持续的解决方案,,,可以改善建筑物的能源性能、、舒适性、、、空气质量、、安全性或设备管理。。。
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