LoRa已經(jīng)成為今天LPWAN市場(chǎng)事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)！

如果按照市占率給低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)（LPWAN）技術(shù)排個(gè)座次，在頭把交椅上坐著的，多少有些讓人意外——它不是這些年風(fēng)光無(wú)兩的“小鮮肉”NB-IoT，而是這個(gè)領(lǐng)域的“老司機(jī)”LoRa。

根據(jù)IHS Markit的研究報(bào)告，2019年全球所有LPWAN中，超過(guò)40%都將使用基于LoRa的設(shè)備，且有望在未來(lái)的兩年中繼續(xù)保持高速的增長(zhǎng)，贏得超過(guò)50%的市場(chǎng)份額。所以LoRa的擁躉們總是不無(wú)自豪地宣稱——LoRa已經(jīng)成為今天LPWAN市場(chǎng)事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)！雖然這話說(shuō)得有點(diǎn)滿，不過(guò)從數(shù)據(jù)來(lái)看他們確實(shí)有驕傲的理由。

圖1，LoRa技術(shù)的定位（圖源：Semtech）

贏在起跑線上

在諸多LPWAN技術(shù)競(jìng)逐的賽場(chǎng)上，目前可以看做是一個(gè)起跑的階段，LoRa之所以能夠在這時(shí)占得一個(gè)優(yōu)勢(shì)地位，主要得益于以下幾個(gè)因素：

首先，與NB-IoT等基于授權(quán)頻段的LPWAN技術(shù)相比，雖然LoRa作為一個(gè)工作于非授權(quán)頻段的無(wú)線技術(shù)，少了傳統(tǒng)電信業(yè)巨擘的支持，但卻天生具有靈活性的優(yōu)勢(shì)——只要是有興趣的公司，都可以獨(dú)立組網(wǎng)，部署和運(yùn)營(yíng)自己的LoRa網(wǎng)絡(luò)，讓一個(gè)廣域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用快速落地，而無(wú)需等待電信運(yùn)營(yíng)商相對(duì)“漫長(zhǎng)”的基礎(chǔ)設(shè)施布局，且在數(shù)據(jù)的安全性方面的把控力也更強(qiáng)。 其次，LoRa技術(shù)開(kāi)放的商業(yè)模式也有利于降低網(wǎng)絡(luò)整體的運(yùn)維和使用成本。比如LoRa網(wǎng)絡(luò)的成本主要取決于節(jié)點(diǎn)傳感模塊、網(wǎng)關(guān)和云端等基礎(chǔ)設(shè)施的投入，大多是布網(wǎng)初期的一次性投資，且可選的供應(yīng)商也較多，有利于成本優(yōu)化；而同為非授權(quán)LPWAN的Sigfox技術(shù)的商業(yè)模式則是按照網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)收取年費(fèi)的方式，需要持續(xù)的投入。這樣計(jì)算下來(lái)，LoRa在某一特定范圍內(nèi)、封閉型地區(qū)的應(yīng)用中，成本優(yōu)勢(shì)非常明顯。

再有，在實(shí)踐中人們逐漸發(fā)現(xiàn)，LoRa和NB-IoT等授權(quán)頻段LPWAN技術(shù)之間，就像是WiFi之于4G等蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)一樣，其實(shí)具有很大的互補(bǔ)性，雙方取長(zhǎng)補(bǔ)短反而可以比單一技術(shù)更好地滿足碎片化的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用所需。這使得混合形態(tài)的LPWAN的試水之舉也十分活躍。

最后，雖然少了電信行業(yè)資源的加持，但LoRa獨(dú)立組網(wǎng)、靈活快捷的特性卻讓互聯(lián)網(wǎng)、廣電圈等有“跨界”沖動(dòng)的廠商看到了機(jī)會(huì)，所以將其視為一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的重要籌碼。所以上述這些技術(shù)和非技術(shù)的因素交織在一起，終于讓LoRa“贏在了起跑線上”。

開(kāi)發(fā)生態(tài)日臻完善

LoRa技術(shù)如此的“個(gè)性”和市場(chǎng)表現(xiàn)自然逃不過(guò)LPWAN玩家們的火眼金睛，大家近年來(lái)也都在LoRa這個(gè)技術(shù)方向上持續(xù)投資，加大研發(fā)的力度，使得圍繞LoRa的開(kāi)發(fā)生態(tài)環(huán)境日趨完善，進(jìn)而加速其奔跑的步伐，形成良性循環(huán)。

開(kāi)發(fā)生態(tài)完善的一個(gè)重要標(biāo)志，就是市場(chǎng)上越來(lái)越多可用及好用的開(kāi)發(fā)工具的涌現(xiàn)。比如去年年底，意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）就一口氣推出了兩款開(kāi)箱即用型的LoRa開(kāi)發(fā)工具包P-NUCLEO-LRWAN2和P-NUCLEO-LRWAN3。在這兩款工具包中，都包含有一個(gè)網(wǎng)關(guān)板和一個(gè)端點(diǎn)板，以及相應(yīng)的固件和開(kāi)發(fā)工具，為用戶提供了一個(gè)完整的 LoRaWAN開(kāi)發(fā)工具鏈，使得整個(gè)的開(kāi)發(fā)過(guò)程更為便捷。

圖2，意法半導(dǎo)體推出的LoRa開(kāi)發(fā)工具包（圖源：STMicro）

兩款開(kāi)發(fā)包中的LoRa網(wǎng)關(guān)板是相同的，都是基于STM32 Nucleo-144開(kāi)發(fā)板 NUCLEO-F746ZG，板載一顆STM32F746ZGT6微控制器。網(wǎng)關(guān)板的功能是充當(dāng)基本數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)器，將網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)上產(chǎn)生的數(shù)據(jù)上傳到LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)云服務(wù)器上。為了給開(kāi)發(fā)者配套提供完整的云計(jì)算解決方案，意法半導(dǎo)體還與LORIOT、Actility和The Things Network三家LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器租賃商簽署協(xié)議，準(zhǔn)許用戶通過(guò)網(wǎng)關(guān)連接三家公司的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，并免費(fèi)提供一些基本功能。

開(kāi)發(fā)包中的LoRa網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)功能是由端點(diǎn)板來(lái)實(shí)現(xiàn)的，端點(diǎn)板是基于NUCLEO-L073RZ開(kāi)發(fā)板，板子上集成一個(gè)STM32L073RZT6超低功耗微控制器。

每款開(kāi)發(fā)包都有一個(gè)LoRa端點(diǎn)擴(kuò)展板，基于板上超低功耗STM32運(yùn)行一個(gè)AT指令棧。

端點(diǎn)擴(kuò)展板在射頻和傳感器部分的區(qū)別，也構(gòu)成了兩個(gè)開(kāi)發(fā)包的主要差異：

P-NUCLEO-LRWAN2開(kāi)發(fā)包的端點(diǎn)擴(kuò)展板，適用于高頻（868MHz / 915MHz / 923MHz）ISM頻段；板載的傳感器包括LSM303AGR MEMS電子羅盤(pán)（加速度計(jì)/磁力計(jì)）、ST LPS22HB壓力傳感器，以及ST HTS221溫濕傳感器。

P-NUCLEO-LRWAN3開(kāi)發(fā)包的端點(diǎn)擴(kuò)展板，適用于低頻（433 / 470MHz）ISM區(qū)域；板載的傳感器資源有ST LSM6DS33D 加速度計(jì)、ST LPS22HB壓力傳感器以及ST HTS221溫濕傳感器。

圖3，意法半導(dǎo)體LoRa開(kāi)發(fā)包資源一覽（圖源：STMicro）

開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)自己的目標(biāo)應(yīng)用評(píng)估開(kāi)發(fā)包的硬件資源，選擇最合適的一款。同時(shí)，通過(guò)STM32強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)者還可以方便地獲得豐富的資源支持，如LoRaWAN協(xié)議棧、Keil MDK-ARM等免費(fèi)IDE，以及STM32CubeMX等豐富的軟件工具。

總之，從硬件到軟件，日益強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)生態(tài)系統(tǒng)可以在LoRa已經(jīng)確立的起跑線優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上，再疊加一個(gè)推力，讓開(kāi)發(fā)者獲得更大的加速度，向終點(diǎn)飛奔。