LoRa设备和LoRaWAN协议引领智能计量进入互联未来

　　随着越来越多的城市走向城市化，世界各国都在开发有助于全面监控和控制运营的技术。借助统一的物联网 （IoT） 平台，城市能够监控和/或控制多种应用，包括电表、水表和燃气表、路灯、废物管理和停车。

　　传统的公用事业仪表监控操作是劳动密集型的，因为它们需要现场人员手动读取和测量，或者通常在路过的情况下使用短距离无线技术进行远程读取。仪表通常位于密集的城市环境中，室内甚至地下，许多无线技术很难或不可能到达这些环境。通过实施由嵌入 LoRa 设备的传感器和网关组成的智能计量基础设施，公用事业公司可以远程收集数据并更有效地使用人员来简化运营。

　　根据IHS Markit 进行的市场研究，目前的估计表明，到 2020 年，全球智能水表市场将超过 20 亿美元。通过一个应用程序，LoRa 设备和 LoRaWAN 协议可以创建跨垂直领域的可扩展、安全和可靠的智能计量应用程序。

　　这就是它的工作原理。

　　LoRa（长距离的缩写）是一种扩展频谱调制技术，源自现有的啁啾扩频 （CSS） 技术。它提供了灵敏度与数据速率和带宽的权衡。它使用正交扩频因子，允许网络对单个终端节点的功率水平和数据速率进行自适应优化，以保持终端节点的电池寿命。

　　例如，靠近网关的传感器应该以低扩频因子进行传输，因为只需要很少的链路预算。距离网关几英里的传感器需要以更高的扩频因子进行传输，因为增加的扩频因子将提供更高的处理增益，从而导致更高的 RX 灵敏度，但数据速率更低。

　　LoRa 本身是纯粹的 PHY （Bits） 层实现。空气不是电缆，而是用作将 LoRa 无线电波从 IoT 设备中的射频发射器传输到网关中的射频接收器的媒介，反之亦然。在传统或直接序列扩频（DSSS）系统中，发射机信号的载波相位根据码序列而变化。当以更高的速率将数据信号与预定义的位模式（也称为扩展码（或码片序列））相乘时，会创建一个“更快”的信号，该信号具有比原始数据信号更高的频率分量，并且，如这样，将信号带宽扩展到原始信号的带宽之外。在射频术语中，代码序列的位称为码片，以便区分原始数据信号中较长的未编码位。

　　森泰克的LoRa 设备提供了一种低成本、低功耗但稳健的替代方案，可替代不需要高精度参考时钟的 DSSS 系统。在 LoRa 调制中，信号频谱的扩展是通过生成频率连续变化的啁啾信号来实现的。这种方法的一个优点是发射机和接收机之间的时间和频率偏移是等效的，大大降低了接收机设计的复杂性。该啁啾的频率带宽等于信号的频谱带宽。携带传感器数据的数据信号以更高的数据速率被切碎并调制到啁啾载波信号上。LoRa 调制还包括一个可变纠错方案，可提高传输信号的鲁棒性。每发送四位信息，

　　以下是 LoRa 设备和 LoRaWAN 协议的一些关键特性，使其成为智能计量和其他智能城市应用的最佳解决方案：

　　远距离：单个室外 LoRaWAN 网关可深入渗透到密集的城市环境（室内或地下），同时还能够连接到最远 30 英里外的农村地区的传感器。

　　地理定位：无需 GPS 或额外功耗即可跟踪设备。

　　开放标准：LoRaWAN 开放规范是一种基于 LoRa 设备的低功耗广域网 （LPWAN） 协议。它在应用程序、物联网解决方案提供商和电信运营商之间创建互操作性，以加速私有和公共网络的采用和部署

　　低功耗：LoRaWAN 协议专为低功耗设备开发，可根据应用实现长达 10 年的前所未有的电池寿命。

　　全球有许多公司在智能计量或公用事业管理解决方案中使用 LoRa。2018 年，部署了数以千万计的基于 LoRa 的智能电表解决方案，随着城市化进程的不断推进以及对更高效率的需求，公用事业公司需要在开发新解决方案以优化其现有资产管理的同时增加容量。通过使用 LoRa 设备和 LoRaWAN 协议实施由传感器和网关组成的智能公用事业基础设施，公用事业和计量公司可以远程收集数据并更有效地使用人员来简化运营。对公用事业公司具有强大的价值主张，可以灵活地以经济高效的方式部署和/或利用私有和公共网络，以及在下一个工作和设备级别的互操作性，

　　LoRa 是智能计量行业公认的领导者，创造可扩展、安全和可靠的解决方案，帮助客户提供更高效的计量解决方案，从而减少浪费和公用事业支出。先进连接的到来将鼓励世界各地的公用事业行业拥抱新的进步。公用事业将继续通过利用其数据和带宽能力来支持大量连接设备，从而提高系统弹性、可靠性和安全性、节省成本、实时监控和通信，从而“变得更加智能”。随着越来越多的城市转向更智能、可持续和可靠的基于 LoRa 的计量和其他智能城市应用解决方案，使用该技术的公司处于有利地位，有望成为该领域的早期领导者。

　　审核编辑：郭婷