用于物聯(lián)網(wǎng)的 LPWAN技術(shù)解析

LPWAN（低功耗廣域網(wǎng)），也稱為LPWA）或LPN，是一種用于物聯(lián)網(wǎng)（例如，以電池為電源的傳感器）的類型，這是一種能夠以低比特率進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的無線網(wǎng)絡(luò)。LPWAN可以同時(shí)滿足覆蓋和續(xù)航的要求。以最小的功耗提供最長的距離覆蓋是LPWAN最大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

3個(gè)LPWAN技術(shù)的特點(diǎn)

LPWAN技術(shù)是近年來國際上一項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)接入的革命性技術(shù)。遠(yuǎn)距離、低功耗、低運(yùn)維是LPWAN技術(shù)最大的特點(diǎn)。與現(xiàn)有的WiFi、藍(lán)牙、ZigBee等技術(shù)相比，LPWAN真正實(shí)現(xiàn)了廣闊的發(fā)展，并且能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的低成本完全覆蓋。

1.廣域覆蓋

LPWAN技術(shù)使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的通信距離達(dá)到3-20公里。低功耗LPWAN技術(shù)的運(yùn)用，讓數(shù)據(jù)可以在智能城市中進(jìn)行長距離傳輸。

2.低功耗

使用LPWAN的主要優(yōu)勢(shì)之一是低功耗。有了LPWAN，當(dāng)不使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備時(shí)，設(shè)備會(huì)自動(dòng)進(jìn)入休眠模式。并且物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備處于休眠模式時(shí)耗電非常少，所以這一優(yōu)勢(shì)有助于節(jié)省電力。低功耗和低使用率又引起連鎖反應(yīng)，使用LPWAN的這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電池壽命預(yù)計(jì)為5到10年。

3.降低成本

LPWAN技術(shù)的運(yùn)用大大降低了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的相關(guān)成本。低功耗的特點(diǎn)讓物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以使用電池成本降低，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的成本也相應(yīng)減少。除此之外，設(shè)備的維護(hù)成本也得到的了大幅降低。此外，通過LPWAN傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)關(guān)數(shù)量將相應(yīng)減少，從而進(jìn)一步降低基礎(chǔ)設(shè)施成本。

3種LPWAN的主流技術(shù)

LPWAN技術(shù)是一種無線通信解決方案，它可以解決許多以前無法解決的需求，但目前的LPWAN市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了各種類型的技術(shù)。目前市場(chǎng)上主要的LPWAN技術(shù)包括NB-IoT、eMTC、LORA。

NB-IoT是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一項(xiàng)新興技術(shù)，支持廣域網(wǎng)中低功耗設(shè)備的蜂窩數(shù)據(jù)連接。它也稱為低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）。NB-IoT支持設(shè)備有效連接，待機(jī)時(shí)間長，對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接要求高。據(jù)稱，NB-IoT設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間可以提高到至少10年。

eMTC作為物聯(lián)網(wǎng)的一種應(yīng)用場(chǎng)景。它具有超可靠和低延遲的特點(diǎn)。eMTC主要應(yīng)用在設(shè)備之間的通信需求上。

Lora是一項(xiàng)專有技術(shù)， Semtech為其提供芯片。Lora技術(shù)改變了以往在傳輸距離和功耗之間的折衷，為用戶提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、長續(xù)航、大容量，進(jìn)而擴(kuò)展傳感器網(wǎng)絡(luò)。

目前，與NB-IoT相比，LORA是目前最成熟、最穩(wěn)定的窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)。它的免費(fèi)網(wǎng)絡(luò)專用網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于運(yùn)營商持續(xù)不斷收費(fèi)的NB網(wǎng)絡(luò)，而且LoRa不需要終生付費(fèi)。然而，LORA在物聯(lián)網(wǎng)通信發(fā)展中的應(yīng)用難度大、長期性強(qiáng)、準(zhǔn)入門檻高。運(yùn)營商將采用NB-IoT和eMTC，而Lora將專注于企業(yè)級(jí)應(yīng)用。

3種LPWAN技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景

LPWAN技術(shù)能夠在智慧城市的建設(shè)中起到舉足輕重的作用。例如，智能路燈、濕度傳感器、智能電表和智能停車場(chǎng)不需要很高的數(shù)據(jù)速率，但需要非常廣泛的覆蓋。特別是在停車管理、智能冷鏈、智能抄表等方面。

LPWAN技術(shù)在智能抄表中的應(yīng)用

在智能抄表解決應(yīng)用中，水、電、氣、熱等抄表終端通過LoRaWAN通信模塊將數(shù)據(jù)上傳到本地LoRaWAN基站，該模塊可以控制一個(gè)LoRaWAN基站的數(shù)千個(gè)終端，然后通過蜂窩骨干網(wǎng)，將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。

LPWAN技術(shù)在智能冷鏈中的應(yīng)用

在智能冷鏈解決方案中，溫濕度信息由具有LORA傳輸模塊的各個(gè)采集器采集，然后上傳到LORA網(wǎng)關(guān)，蜂窩網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)上傳到云平臺(tái)，客戶可以在后臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控狀態(tài)。

LPWAN技術(shù)在智能路燈中的應(yīng)用

在智能路燈解決方案中，LoRaWAN解決方案的架構(gòu)類似于抄表。需要通過基站采集各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，然后通過后臺(tái)管理系統(tǒng)上傳到云端，實(shí)現(xiàn)路燈故障報(bào)警、安全監(jiān)控、緊急呼叫等功能。