基于LoRa技术的物联网解决方案

2019-07-14 15:42:20

[ BPO网导读 ] LoRa作为低功耗广域网（LPWAN）的一种长距离通信技术，近些年受到越来越多的关注。随着物联网从近距离到远距离的发展，必将会产生一些新的行业应用和商务模式。思科(Cisco)、IBM、升特(Semtech)及微芯(Microchip)等LoRa联盟成员正在积极推广LoRa技术。ST已与Semtech达成合作，将会推出基于LoRa的参考设计，提供给LoRa开发者更多的产品和设计资源，以帮助开发者进行基于LoRa技术的物联网设计开发

LoRa作为低功耗广域网（LPWAN）的一种长距离通信技术，近些年受到越来越多的关注。随着物联网从近距离到远距离的发展，必将会产生一些新的行业应用和商务模式。思科(Cisco)、IBM、升特(Semtech)及微芯(Microchip)等LoRa联盟成员正在积极推广LoRa技术。ST已与Semtech达成合作，将会推出基于LoRa的参考设计，提供给LoRa开发者更多的产品和设计资源，以帮助开发者进行基于LoRa技术的物联网设计开发

在部署LoRa物联网应用时，需要有较强的技术基础，尤其是LoRaWAN协议，设计一个稳定可靠的产品系统，仍有一定的技术门槛。为减少LoRa开发者的基础工作的工作量，加速物联网系统的设计和部署，本文推荐一个基于LoRa极速的物联网平台解决方案。

NPLink简介

NPLink基于LoRaWAN广域通讯、互联网、大数据处理等多项技术，打造从感知层到应用层两者之间完整的物联网无线通讯解决方案，适用于广域物联网无线通讯平台，具有可网管、远距离、高容量、低功牦、低成本、抗干扰等特性。

物联网平台解决方案包括：通讯网络服务器(Network Server)、通讯网关(Gateway)、智能尘埃(Mote)、开源的云端SDK开发包、开源的Mote端SDK开发包，以及配套的测试工具＆协议分析软件（Sniffer）。

解决方案平台架构

解决方案系统架构为：云/应用服务器、LoRa网络服务器、LoRa网关、LoRa节点等。如下图所示：

网络服务器（Network Server）

主要功能介绍：

LoRaWAN? MAC

GW网管及配置

EN配置及OTA

与应用服务器数据交互

基于源数据选择最佳的下游路径

RTCM高精度定位差分数据广播( 选购)

调度下行流量

主要性能：

GWM接入数量：2000台

EN接入数量：>100万

网关（Gateway）

LoRa网关（Gateway），或者称之为LoRa基站。

主要特点：

可同时接收同一信道流量

8个channel，每个channel可同时收发多个数据

易于扩展，增加网络容量

可同时解调2MHz的带宽

简单的星形网络、无延迟、无损失

自适应链路速率

同时通讯节点10万指标

回传接入方式：LAN*1个、3G/4G模块1*个（可选）

发射功率：27dBm

链路灵敏度：-157dBm

距离：1.5KM

频率支持:433/470/490/780/868/915MHz

电源：POE

尺寸：250（L）X230（W）X970（H） mm

工作温度范围：-40°C到+85°C

网关的部署方式：

节点（Node）

LoRaWAN? 模块（LoRaWAN? Module）

主要特点：

LoRaWAN? Module 内置STM32L051C8T6 CPU

完整实现LoRaWAN? 1.0协议栈

板载STM32L051C8T6 CPU

支持LoRaWAN? Class A、Class B、Class C

使用TCXO

168db动态范围 RSSI

9.9mA低RX电流，200nA寄存器保持

FSK, GFSK, MSK, GMSK, LoRaTMand OOK 调制

频率范围: 433/470/490/780/868/915MHz

输出功率： +20dBm（100 mW）

电源：2.4~3.6V

灵敏度：-147dBm

距离：>1.8km

尺寸：27(L)X23(W)X2.5(H)mm

工作温度范围：-40~+85°C

模块提供SDK开发包

测试节点（Test Node）

主要特点：

Test Node适用于网络覆盖质量评估

Test Node适用于网络Sniffer

内置0.96寸OLED屏

红色指示灯一个

按键一个

外接端口15pin（RS232 SPI I2C I/0)

外接USB接口和编程接口

串口支持MAVLINK协议透传

串口支持AT指令集配置工作参数及IO口工作模式

频率: 433/470/490/780/868/915MHz

输出功率: +20dBm

电源: 5V / 200mA

灵敏度: -147dBm

距离: >1.5 km

尺寸: 49(L)X35(W)X12(H)mm

工作温度范围： -40~+85°C

开发设计

应用层快速开发

NPLink为应用开发者提供了云端及Mote端的开源SDK开发包，物联网应用开发商基于这两个SDK开发包，可快速完成物联网应用开发工作，而无需关心网络层所要解决的问题。

感知层快速开发

NPLink为感知件的开发提供了LWM模块(LoRaWAN Module)，核心MCU采用了意法半导体公司（ST）的基于ARM Cortex-M0+内核的超低功耗32位单片机，可以通I2C/SPI/GPIO/ADC/DAC等连接传感器及控制器，结合NPlink提供的Mote端开源SDK开发包，即可快速实现具备NPLink物联网通讯能力的产品。