LoRa无线通信技术是什么？

LoRa即远距离大范围无线通信，又称为劳拉。LoRa通信技术在物联网行业中被广泛应用。LoRa主要在ISM频段中进行应用。ISM即工业的、科学的、医学的。ISM中的频段只对工业、科学以及医学机构进行开放，其最大的特点就是无须进行授权或缴纳任何费用。

当前，物联网（IoT）技术领域充释着各种标准，像NB-IoT、LoRa、SigFox等，他们正通过各自擅长的技术和应用抢夺IoT风口，以争取在这片广阔的市场上取得优势。
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NB-IoT是由电信标准延伸而出的，主要是由电信运营商支持，而LoRa则是一个商业运用平台，两者主要区别在于商业运营的模式：NB-IoT基本是由电信运营商来把控运营，所以使用者必须使用它的网关及服务，而LoRa就量对开放一些，有各种不同的组合方式，商业的模式是完全不同的。
技术层面上来看，NB-IoT和LoRa的差异其实并不是很大，属于各有优劣。而相对于某些领域，国内有一些用户在并行使用这两种技术和网络。NB-IoT相对而言是受限于基站的，而LoRa则要加入一个网关相对简单容易，并且总的来说价格要比NB-IOT低廉。用户可以根据需求，增加不同的网关覆盖。所以从覆盖程度上来说LoRa的覆盖程度可能比NB-IoT更广一点。
LPWAN又称LPN，全称为LowPower Wide Area Network或者LowPower Network，指的是一种无线网络。这种无线网络的优势在于低功耗与远距离，通常用于电池供电的传感器节点组网。因为低功耗与低速率的特点，这种网络和其他用于商业，个人数据共享的无线网络(如WiFi，蓝牙等)有着明显的区别。
在广泛应用中，LPWAN可使用集中器组建为私有网络，也可利用网关连到公有网络上去。
LPWAN因为跟LoRaWAN名字类似，再加上最近的LoRaWAN在IoT领域引起的热潮，使得不少人对这两个概念有所混淆。事实上LoRaWAN仅仅是LPWAN的一种，还有几种类似的技术在与LoRaWAN进行竞争。
概括来讲，LPWAN具有如下特点：
• 双向通信，有应答
• 星形拓扑(一般情况下不使用中继器，也不使用Mesh组网，以求简洁)
• 低数据速率
• 低成本
• 非常长的电池使用时间
• 通信距离较远
LPWAN适合的应用:
• IoT，M2M
• 工业自动化
• 低功耗应用
• 电池供电的传感器
• 智慧城市，智慧农业，抄表，街灯控制等等
LoraWAN和Lora之间关系
虽然一样是因为名字类似，很多人会将LoRaWAN与LoRa两个概念混淆。事实上LoRaWAN指的是MAC层的组网协议。而LoRa只是一个物理层的协议。虽然现有的LoRaWAN组网基本上都使用LoRa作为物理层，但是LoRaWAN的协议也列出了在某些频段也可以使用GFSK作为物理层。从网络分层的角度来讲，LoRaWAN可以使用任何物理层的协议，LoRa也可以作为其他组网技术的物理层。事实上有几种与LoRaWAN竞争的技术在物理层也采用了LoRa。
LoraWAN的主要竞争技术
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如今市场上存在多个同样使用LoRa作为物理层的LPWAN技术，例如深圳艾森智能（AISenz Inc）的aiCast。aiCast支持单播、多播和组播，比LoRaWAN更加复杂完备。许多LoRaWAN下不可能的应用因此可以实现。
Sigfox使用慢速率的BPSK(300bps)，也有一些较有前景的应用案例。
NB-IoT(Narrow Band-IoT)是电信业基于现有移动通信技术的IoT网络。其特点是使用现有的蜂窝通信硬件与频段。不管是电信商还是硬件商，对这项技术热情不减。
关键技术Lora简介
LoRaWAN的核心技术是LoRa。而LoRa是一种Semtech的私有调制技术(2012收购CycleoSAS公司得来)。所以为了便于不熟悉数字通信技术的人们理解，先介绍两个常见的调制技术FSK与OOK。选用这两个调制方式是因为：
1这两个是最简单、最基础、最常见的数字通信调制方式
2在Semtech的SX127x芯片上与LoRa同时被支持，尤其是FSK经常被用来与LoRa比较性能。
OOK
OOK全称为On-Off Keying。核心思想是用有载波表示一个二进制值(一般是1，也可能反向表示0)，无载波表示另外一个二进制值(正向是0，反向是1)。
在0与1切换时也会插入一个比较短的空的无载波间隔，可以为多径延迟增加一点冗余以便接收端解调。OOK对于低功耗的无线应用很有优势，因为只用传输大约一半的载波，其余时间可以关掉载波以省功耗。缺点是抗噪音性能较差。
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FSK
FSK全称为Frequency Shift Keying。LoRaWAN协议也在某些频段写明除LoRa之外也支持(G)FSK。FSK的核心思想是用两种频率的载波分别表示1与0。只要两种频率相差足够大，接收端用简单的滤波器即可完成解调。
对于发送端，简单的做法就是做两个频率发生器，一个频率在Fmark，另一个频率在Fspace。用基带信号的1与0控制输出即可完成FSK调制。但这样的实现中，两个频率源的相位通常不同步，而导致0与1切换时产生不连续，最终对接收器来讲会产生额外的干扰。实际的FSK系统通常只使用一个频率源，在0与1切换时控制频率源发生偏移。
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GFSK是基带信号进入调制前加一个高斯(Gaussian)窗口，使得频率的偏移更加平滑。目的是减少边带(Sideband)频率的功率，以降低对相邻频段的干扰。代价是增加了码间干扰。
对于这一方面的研究实验发现：学习Lora调制技术的一些准备及发现
然而，对于“悠久历史积累”和高安全、易部署等综合优势的LoRa阵营来说，最近几年里，在技术和落地方面虽取得了长足的进步，但离真正的规模、解决行业客户的切实问题是有着不小的差距。那么，究竟是技术壁垒突破较难？产业链生态不健全？亦或者是商业模式限制了从业者对市场规模的想象？对于LoRa产业链的广大从业者而言，找到制约LoRa技术大规模发展的瓶颈，并联手产业合力突围对推动产业良性发展至关重要。

LoRa和NB-IoT同样都属于LPWAN（低功率广域网络），是对目前网络通信的补充，主要用于物联网领域，例如“共享单车”“智慧农业”等领域。他们共同的特点是“覆盖范围广”、“低功耗，待机时间长”、“布置成本低”，技术本身是没有“优劣之分”的，主要是应用的区别。NB-IoT利用的是运营商专有频谱，是需要给运营商定期交钱的，LoRa需要自己进行网络建设，但是建成之后不需要再交钱，所以2017年开始国内3家运营商都开始建设NB-IoT网络，当时工信部的发文是要“到2020年，NB-IoT网络实现全国普遍覆盖”，本来以为NB-IoT网络会在国内大获全胜，可是现在已经2019年底了，3家运营商对NB-IoT网络的建设都已经减缓。因为NB-IoT的基站不像手机基站那样只要有人的地方就要覆盖的，一般是在有需要的地方才覆盖，运营商也要算投入产出比，所以目前实施的NB-IoT项目很多都发现网络覆盖不够好，还有很多的项目运营商会转用2G网络去代替NB-IoT。对于很多需要LPWAN的应用，如智慧农业、智慧电网等覆盖范围非常广、传输点位不多的项目，运营商是不会去专门建基站的，这种情况就非常适合用户自己利用LoRa去建设物联网络。个人认为LoRa会比较适合物理网应用，但是NB-IoT和LoRa会在非常长的时间里边共存，直到下一次的技术革新。

lora是一种无线调制的方式，如ZLG的ZM470SX系列模块就采用这种技术，对比传统调制技术，在抑制同频干扰方面优势比较明显，解决了传统设计方案无法同时兼顾距离、抗扰和功耗的不足；另外lora模块集成了+20dBm的可调功率放大器，并可获得超过-148dBm的接收灵敏度，应用于远距离传输且对可靠性要求高的场合中

LoRa和NB-IoT都是新兴的低功耗广域网(LPWAN)技术。作为中国目前的两大主流技术，都备受关注。在国家政策的大力支持下，NB-IoT技术发展如日中天。相比之下，由于频段许可问题而沉寂了很长一段时间的LoRa技术则低调得多。那么LoRa和NB-IoT有什么不同呢？它们各自的优势是什么？

不同的商业模式

首先，我们需要明确的是，LoRa和NB-IoT最基本的运营模式截然不同。

NB-IoT是运营商代理建设的网络，业主无需考虑基站部署。NB-IoT可以在通信基站本身的基础上进行改造，不需要很多的工作量就可以进行组网。那么 *** 作员就可以掌握该数据通道进行计费。那么运营商只要掌握了该数据通道就可以轻而易举的进行收费。

但同时，网络拥有者无法控制网络质量。如果存在信号盲区，也不可能对网络进行优化，为盲区信号进行补充。而且，数据的保密性对所有者来说也是无法控制的。

与NB-IoT恰恰相反，LoRa是企业自建网络。业主可以独立控制网络质量，运营数据掌握在业主手中。他们还可以根据业务需要扩展网络。

用户无需依赖运营商即可完成LoRa网络部署，不仅布局更快，成本也更低。在社区、农场、工业园区等封闭区域，特别是NB-IoT信号较弱的室内和地下环境，LORA技术优势就突显出来了。由于LoRa技术的兴起，如果民企想要涉足远距离通信，非授权频段就是一个完美的选择。

不同的工作频段

NB-loT工作在授权频段，也就是专门分配的频段。业主不能在这个频段内发送信号。国内三大运营商：电信、移动和中国联通都参与了NB-IoT，现在华为也在大力推广这一技术。

LoRa在无证频段工作，只能在某些频段工作。NB-IOT必须由运营商提供，并且必须使用运营商的网络。这就是国内运营商支持NB-IOT技术的原因。

不同的运营成本

1 NB-loT由运营商进行网络建设，用户承担NB模块硬件费用和NB-loT运营商的网络租赁费。

2LoRa为自建网络，用户只需承担LoRa模块费用+LoRa基站费用。

模块功耗不同

1、目前NB功耗高于LORA，但具体比较与终端数据接收和发送频率有较大关系；高频应用对NB功耗影响较大，与休眠/唤醒机制关系较大，而LORA受此影响较小。

2、如果是低频采集，比如一个月一次，那么NB的功耗可以保证几年的使用寿命，完全可以支撑应用；如果是高频采集，比如每小时一次，甚至半小时，预计NB的功耗至少是LoRa的3倍以上。

NB-loT的应用场景

(1)共享单车

(2)智能抄表（业主对采集频率不高，对网络可用性没有高要求的）

(3)蓄水/管网监测

(4)智能穿戴系列

(5)智能停车

(6)道路停车检测器

(7)矿区、采掘业、郊区重工业等领域和郊区

(8)区域集中式：例如，大学、普教、园区等场所

LoRa的应用场景

（1）智能抄表（对网络可用性有高要求）

（2）道路泊车检测器

（3）野外郊区作业，如矿业、采掘业、郊区重工业等；

（4）区域集中型（用户希望建设私网）

LoRa与NB-IOT的发展前景

与NB-IOT相比LoRa仍具有一定的优势。一个是自由度，因为NB-IOT依赖于运营商的基础网络建设。在许多情况下，运营商的基础设施不在覆盖范围内，而LoRa是一个自主网络。一些公司不喜欢将数据传输给其他公司，甚至运营商，因此一些公司会选择部署自己的LoRa网络，在安全性方面LoRa更胜一筹。

虽然LoRa的口碑不如NB-IOT，但就资历而言，LoRa绝对比NB-IOT强势得多。

LoRa改变了传输功耗和传输距离的平衡，改变了嵌入式通信领域的局面。给人们一种全新的技术，可以实现远距离、长续航、大系统容量和低成本的硬件。

随着LoRa联盟的推进，LoRa的产业链已经非常成熟。从基础芯片、模块到设备制造，都有相关厂商。在中国，LoRa可能没有NB-IOT那么出名，但在世界上，LoRa是非常受欢迎的。世界上有52家运营商正在部署LoRa网络，100多个国家正在进行试点。

5月8日，工信部发布的关于推进物联网发展的通知中，明确提出要构建完整的NB-IoT产业链，并且提出了NB-IoT的覆盖目标，并且大力扶持NB-IoT的发展。NB-IoT是一个风口，NB-IoT产业链也大有可为，但还想需要网络、芯片模块、平台等共同努力促进物联网发展。

智慧树知到《DIY智慧小屋带你玩转物联网》2023见面课答案

1、在快速建立产品时，引导进来别人建立的物模型需要修改什么？（）

AProductKey

BProductSecret

CDeviceSecret

DDeviceName

正确答案：ProductKey

2、查阅AT指令，如果我们只是做一个物联网的时钟，也就是准确时间是从网络上获取的，在设置北京时间为东八区后，你可选用哪个AT指令来完成。（）

AAT+WJAPS

BAT+SYSTIME

CAT+MQTTKEEPALIVE

DAT+RTCGET

正确答案：AT+RTCGET

3、当串口接收传输过来的数据仅仅是长度不对时，可能的原因是：（）

A波特率没设置好

B停止位设置错误

C缓存区大小没设置好

D硬件速度不够

正确答案：缓存区大小没设置好

1、NB-IoT与LoRa均为LPWAN的重要实现方式。下列两种网络技术的对比，说法正确的是：（）

ALoRa的信道带宽相比NB-IoT更宽。

BLoRa的传输距离比NB-IoT更远

CLoRa的传输速度比NB-IoT更快

DLoRa的建网成本比NB-IoT更低

正确答案：LoRa的传输距离比NB-IoT更远

2、嵌入式实时 *** 作系统蓬勃发展的今天，以下不属于中国企业的RTOS是：（）

ART-Thread

BAliOSThings

CFreeRTOS

DLiteOS

正确答案：FreeRTOS

3、FreeRTOS中任务（Task）可能处于：运行态、阻塞态、就绪态、挂起态四种之一，不同状态之间可以进行转换，但以下不可能直接实现的转换是：（ ）

A由就绪态到运行态

B由阻塞态到挂起态

C由就绪态到挂起态

D由挂起态到阻塞态

正确答案：由挂起态到阻塞态

1、智慧小屋的实现过程中，涉及到了物联网系统架构中的那几层？ （）

A设备层

B网络层

C平台层

D应用层

正确答案：设备层#网络层#平台层#应用层

2、以下不属于物联网 *** 作系统特点的是（）

A实时性

B安全性

C代码行数少

D具有丰富的功能组件

正确答案：代码行数少

3、课程里智慧小屋系统搭建过程中，没有使用以下哪种传感器：（）

A温度传感器

B光敏传感器

CPM25传感器

D噪声传感器

正确答案：噪声传感器

4、课程里智慧小屋中设备接入阿里云物联网平台，是基于以下哪种协议：（）

A Modbus

B MQTT

C CoAP

D其余选项都不对

正确答案： MQTT

5、智慧小屋中Arduino与WIFI模块之间的通信接口是：（）

A I2C

B SPI

C UART

D其余选项都不对

正确答案： UART

1、NB-IoT技术是实现低功耗广域网的一个重要技术，之所以被称为窄带（Narrow Band）是因为它所占用的带宽仅为（）

A180Hz

B180KHz

C18MHz

D18MHz

正确答案：180KHz

2、得益于占用带宽小的特点，NB-IoT支持带内部署的方式，即在原有通讯频段的基础上添加NB-IoT网络，目前应用来看，不支持NB-IoT带内部署的频段有：（ ）

A光通讯频段

BGSM网络频段

CUMTS网络频段

DLTE网络频段

正确答案：光通讯频段

3、窄带通信的技术标准最早由哪家组织\公司提出：（ ）

A3GPP

B中国电信

C华为

D高通

正确答案：华为

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