LoRaWAN的特色,阿里云的LoRa生态建设

李倩 发表于 2018-07-11 09:12:17 收藏 已收藏
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LoRaWAN的特色,阿里云的LoRa生态建设

李倩 发表于 2018-07-11 09:12:17

目前,物联网(IoT)的几大标准,如NB-IoT、LoRa、SigFox等,正在用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占得先机。

NB-IoT是电信标准延伸出来的,主要由电信运营商支持,而LoRa的标准是一个商业运用平台,两者主要差异在于商业运营的模式:NB-IoT基本是由电信运营商来运营,所以使用者必须用它的网关和服务,而LoRa有各种不同的组合方式,商业的模式是完全不同的。

而在技术层面,NB-IoT和LoRa的差异不是特别大,各有优缺点。在某些领域,国内有一些用户在并行使用这两种技术和网络。NB-IoT比较受限于基站,而LoRa要加入一个网关比较容易,相对来说价格低很多。用户可以根据需要,增加不同的网关覆盖。LoRa的覆盖程度可能比NB-IoT更广一点。

LoRaWAN的特色

低功耗广域网(LPWAN)预计将会支持物联网的数十亿设备。而LoRaWAN是LoRa联盟制定的一个开放标准,它定义了基于LoRa芯片的LPWAN技术的通信协议。LoRa联盟成立有两年多时间了,且LoRaWAN在市场上部署已有一段时间,它有以下几个特点:

1、长寿命,LoRaWAN的电池性能非常强,整个系统可以在非常省电的情况下工作。它有三个能效模式,可以根据耗电的情况,选择不同的工作状态。例如在水表上的应用,可以有10年的寿命,这10年里不需要更换电池。

2、长距离,LoRaWAN可以实现几十公里的数据传输,且整个系统架构非常简单,成本非常低。

3、安全。LoRaWAN制定了一个资料保密的安全协议,分两个层级,一是在网关上面,二个是在传输数据上面的加密,需要两个key,可以过网关把数据传输出去。在接收端还有一个解码的Key。

4、可扩展容量,当装机容量比较大时,就需要可扩展能力支持,LoRaWAN网络协议允许随意增加网关。

5、定位,LoRaWAN可以提供定位,而且无需GPS支持。

6、开放认证,这可以让互通性更容易实现。

在网络构建上,LoRaWAN可以支持私人网络,也可以支持公共网络,完全由使用者或运营商来决定提供怎样的服务,它也支持不同的运营模式,这由客户和市场来决定。

LoRa联盟提供认证服务,当会员的产品做完之后,如果需要认证,该联盟协会的相关合作厂商可以提供LoRaWAN的认证。

据来自LoRa联盟大使的kenny pai介绍,目前,该联盟已经有超过500个会员,其中网络运营商有83个,全球大概已经超过了100个国家布置了LoRa网络,包括电信运营商、网络运营商、私人独立机构自己使用的网络。这些网络遍及美国、加拿大、巴西、中国、俄罗斯、印度、马来西亚、新加坡等国家和地区。

在中国,阿里巴巴是LoRa的积极推动者,其在浙江杭州、宁波都有相应网络的构建。kenny pai表示,就中国来讲,在我们会员反馈的信息里面,可以看到众多垂直市场,如智慧城市、智慧家居、智慧农业和智能消防等,都用到了LoRaWAN技术,很多垂直解决方案已经量产且面市了。

产品方面,各种设备一应俱全,如基站,有很多家公司在做,包括网站的服务器,以LoRaWAN为主,提供整个网络的覆盖。

漫游方面,由于不同的国家和地区使用的频段不太一样,所以,LoRaWAN标准已经制定好了一个漫游标准,只要符合这个标准,就可以跨区域、跨不同的运营商进行通信。

由于这个标准已经制定出来了,而且大部分会员已经通过,对于不同的运营商而言,如何开放LoRa Device到彼此的网域下,以及产生的费用等,是目前要面对的问题,需要运营商之间协调、沟通,以实现统一。

kenny pai表示,漫游是LoRaWAN的一个很强的特性,这在中国不明显,因为中国比较广大,整个国家是一个标准,一般不存在漫游问题。而欧洲则不同,会面临这个挑战,因为你只要离开一个国家,就要换一个运营商,他们需要跨不同国家做网络的覆盖。

阿里云的LoRa生态建设

阿里巴巴云也是LoRa联盟的成员,今年3月份,阿里云IoT在深圳宣布,阿里云将全部进入物联网。据来自阿里云IoT的王云词介绍,他们在我们在阿里云搭建了一个物联网云平台,包括整个平台环境,以及一站式开发IDE的环境工具,还包括ICA的物联网运营标准,这是在云侧。

在端侧,有AliOS Things,这是嵌入式实时操作系统,对比市面上的操作系统,它集成了很多插件,以支持物联网的开发者更好的在端侧连到阿里云。边缘计算可以很好解决把云计算的能力向下延伸到靠近设备的边侧,实现云、管、边、端的协同计算。

阿里云的强项是云计算和整个基础设施平台,它并不擅长在单点的应用上去做很多垂直应用开发。所以,阿里云开发了一个阿里云Link WAN物联网核心网的管理平台,主要支持LoRa协议。

据王云词介绍,Link WAN是基于LoRa网络,以及整个Link物联网平台,它他和阿里我们云的物联网平台紧密相连,也就是说,使用LoRaWAN作为连接的物联网垂直应用,也可以使用阿里的Link WAN 核心网平台管理所有的基站和节点设备。它也可以使用Link物联网平台的功能,还可以选择其他平台。

从功能来看,Link WAN平台包括网关的管理,网络节点结点的管理,网络维护和计费功能,形成了一个闭环的LoRaWAN核心网。据悉,这里面沉淀了阿里巴巴多年来的核心技术,包括海量连接技术。

除了Link WAN平台,阿里云IoT还提供了非常丰富的LoRa产品,包括LoRa节点设备,LoRa网关到平台。在LoRa的节点方面,阿里云有两种方式,一是通过阿里云IoT安全的产品ID2,可以把标准的LoRa联盟的安全密钥下发下去,同时支持集成安全能力的芯片,网关可以把安全的SDK放进去,可以实现非常安全的链路。

王云词表示,我们支持多样化的场景,有三种方式:支持V2C,支持数据直接上云,还直接通过我们的Link物联网云平台上传数据。

据悉,阿里巴巴今年会在浙江杭州和宁波搭建城域网,已经具备商业的条件,同时在探讨和各种各样的合作伙伴拓展LoRa网络的可行性,有些项目正在快速的推进当中。

LoRa对园区的管理

在阿里巴巴自己的园区,应用了LoRaWAN的技术做园区管理。据王云词介绍,2017年,他们我们在无锡鸿山打造了中国第一个物联网小镇,在无锡鸿山城市管理当中大量应用了LoRa的传输技术、物联网通讯协议来做城市的管理。“我们在鸿山部署了大量的传感器,通过LoRa协议,把数据采集到我们的平台上,做统一的管理。”王云词表示。

王云词举了一个例子,是关于菜鸟物流园区是如何应用LoRa技术的。据悉,菜鸟园区总建筑面积大概20万平方米,这个园区用了4个LoRa的微型网关,4个基站,就覆盖了整个20万平方米的园区。在这方面,我们有一些具体的应用的场景。

一个场景是智能水表,在水表上面装了相应的LoRa模组,可以远程抄取用水量,在我们整个Link物联网云平台上,使用了智能算法,可以计算出这些水的用量情况,以及一些特殊的异常情况。单表的用水量激增的时候,就怀疑这个地方可能是漏水了,或者一二级表的误差数据激增,发现异常变化的时候,可以通过算法查找用水的情况。

有一个比较有意思的应用,就是极具物流园区特色的智能井盖。可以通过传感器,结合LoRa技术,检测井盖的倾斜度和井内的水位情况。

还有一个特色是,货物堆高堆到一定程度很危险,需要监测有没有超高,园区里有雷达对周围做水平扫描,一旦货物的高度到了警戒线,会触发报警,通过LoRa网络把数据传输到平台上面,就可以监测货物的安全程度了。

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