低功耗广域网络LPWAN 8种技术比较(AUGTEK)

芯资讯低功耗广域网（LPWAN）LoRa远距离无线技术（第一版）王志杰2016-05-05版权所有，翻版必究目录1简介 (2)2低功耗广域网（LPW AN） (2)2.1低功耗广域网（LPW AN）的特点 (2)2.2LPWAN无线技术比较 (3)2.3LoRa联盟 (4)2.4中国LoRa应用联盟- CLAA (5)3LoRa技术 (6)3.1LoRa技术 (6)3.2LoRa无线技术主要特点 (6)4LoRa和LoRaW AN技术概览 (9)4.1简介 (9)4.2LoRa®是什么？ (9)4.3LPWAN适合在那里？ (10)4.4LoRaWAN是什么？ (11)4.5LoRaWAN™区域概述 (14)4.6比较LPW AN技术选项 (16)4.7LPWAN成本对比传统系统 (17)5LoRaW AN解决方案 (18)5.1 简介 (18)5.2 解决方案平台架构 (19)5.3 产品 (20)5.4 网络服务器（Network Server） (21)5.5 网关（Gateway） (21)5.6 节点模块 (23)5.7 测试节点（Test Node） (25)5.8 开发设计 (26)5.8.1 NP-LINK Mote SDK (28)5.8.2 开源资源 (29)6LoRa应用案例 (29)1简介低功耗广域网（LPWAN）的是物联网领域中一个新的发展热点，由于其低功耗、广域的特点，非常适合于物联网大规模的部署。

在中国制造2025和智慧城市建设发展过程中，低功耗广域网应用将会越来越多。

下面可以从几个方面了解一下低功耗广域网：近距离和远距离：常见的近距离无线通信技术，如Wi-Fi、蓝牙等，通信距离一般几十米，若要覆盖一个地区一个城市的网络，则部署成本会较高。

而低功耗广域网无线通信距离可达几公里，甚至几十公里。

无线通信距离的增加，为物联网应用带来了新的发展空间，补上了物联网无线通信距离的短板，为物联网大规模的应用部署提供了技术支撑。

低功耗广域网技术及其应用近年来，随着物联网的快速发展，越来越多的设备和传感器连接到互联网上。

这些设备和传感器不仅具有海量的数据可供挖掘，也可以实现智能化和自动化的控制。

为了实现这些目标，需要一种广域网技术，它可以使得这些设备和传感器可以实现低功耗、长距离的连接。

这就是低功耗广域网技术。

一、低功耗广域网技术概述低功耗广域网技术（Low Power Wide Area Network，LPWAN）是物联网通信技术中的一种重要技术。

它具有连接设备多、范围广、低功耗、低成本等特点。

LPWAN技术可以将设备和传感器连入互联网，并为其提供一种低功耗的、安全的、成本低廉的通信方式。

此外，LPWAN技术还具有较高的覆盖范围和信号穿透能力，可以在室内和室外环境中实现信号的全覆盖。

在LPWAN技术中，有几种不同的技术标准，例如LoRaWAN、Sigfox和NB-IoT等等。

LoRaWAN技术采用长距离的低功耗扩频技术，可以实现智能城市、农业、工业和智能家居等多种应用场景。

Sigfox则利用超窄带技术实现了全球性的集成电路设计，能够实现全球特定地区的通信覆盖。

NB-IoT是一种全球标准技术，其核心在于3GPP标准，可以为物联网设备和传感器提供全面的网络覆盖和更强大的安全性。

二、低功耗广域网技术应用1. 智能城市智能城市可以充分利用LPWAN技术，通过设备和传感器的连接，实现对城市环境、设施、交通和安全等方面的智能化监测和管理。

例如在城市中可以安装大量传感器来检测空气质量、噪音和城市交通流量。

这些传感器可以通过LPWAN技术来实现低功耗、长距离的无线通信，并将数据传输到数据中心。

数据中心可以进行实时监测和分析，从而实现对城市环境的调控。

2. 农业LPWAN技术在农业领域中也有广泛应用。

采用LPWAN技术，可以在大规模的农业环境中实现精准的温度、湿度、土壤湿度、光照和气体检测等监测。

这些监测可以充分利用数据来实现精准农业，优化农业生产流程，提高农业生产效率和质量。

物联网低功耗广域网络（LPWAN）技术全面详解物联网希望通过通信技术将人与物，物与物进行连接。

在智能家居、工业数据采集等局域网通信场景一般采用短距离通信技术，但对于广范围、远距离的连接则需要远距离通信技术。

LPWAN技术正式为满足物联网需求应运而生的远距离无线通信技术。

提到远距离无线通信，你可能会有疑问不是有移动蜂窝通信技术吗？的确，目前全球电信运营商已经构建了覆盖全球的移动蜂窝网络，然而2G、3G、4G等蜂窝网络虽然覆盖距离广，但基于移动蜂窝通信技术的物联网设备有功耗大、成本高等劣势。

当初设计移动蜂窝通信技术主要是用于人与人的通信。

根据权威的分析报告，当前全球真正承载在移动蜂窝网络上的物与物的连接仅占连接总数的6%。

如此低的比重，主要原因在于当前移动蜂窝网络的承载能力不足以支撑物与物的连接。

想要了解蜂窝通信技术与物联网，请查看《从技术角度看移动通信技术发展与物联网》LPWAN（Low Power Wide Area Network），低功耗广域网络，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计。

LPWA可分为两类：一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术；另一类是工作于授权频谱下，3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术，比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。

接下来小编为你带来LPWA的两类技术详解：LoRaLoRa并不是一个陌生的技术，它目前应用最为广泛的LPWAN网络技术之一，这一协议源于SemTech公司，该公司计划将逐步授权其他源文件。

LoRa无线技术的主要特点：长距离：1 ~ 20 km节点数：万级，甚至百万级电池寿命：3~10年数据速率0.3~50kbpsLoRa作为一种无线技术，基于Sub-GHz的频段使其更易以较低功耗远距离通信，可以使用电池供电或者其他能量收集的方式供电。

较低的数据速率也延长了电池寿命和增加了网络的容量。

LoRa信号对建筑的穿透力也很强。

物联网中低功耗广域网通信技术的研究与应用随着物联网技术的发展和智能设备的普及应用，对于低功耗广域网通信技术的需求也越来越迫切。

物联网中的设备通常需要长时间运行，且无法通过电源供应来维持持续的工作。

因此，研究和应用低功耗的广域网通信技术对于物联网的可持续发展至关重要。

一、低功耗广域网通信技术的研究在物联网中，广域网通信技术要求能够实现远距离的通信，同时又要保持低功耗的特性。

以下是一些低功耗广域网通信技术的研究方向：1. LPWAN(Low Power Wide Area Network，低功耗广域网)技术LPWAN技术是一种适用于物联网的长距离、低功耗通信技术。

它可以实现覆盖广、功耗低、成本低的传输，使得物联网设备可以长时间工作而不需要频繁更换电池。

目前，LPWAN技术有多种实现方式，如LoRa、Sigfox、NB-IoT等。

2. 能量收集和管理技术在物联网中，为了实现低功耗的广域网通信，能源的供给和管理是非常重要的。

能量收集技术可以通过从环境中收集能源，例如太阳能、动能、热能等，来为物联网设备提供能源。

能量管理技术则可以有效地管理能源的使用，以延长设备的工作时间。

3. 低功耗传输协议为了降低广域网通信的功耗，设计一种高效、低功耗的传输协议是非常重要的。

传输协议可以通过优化数据压缩、包头和包尾的处理、数据帧格式等方式来实现低功耗和高效率的通信。

二、低功耗广域网通信技术的应用低功耗广域网通信技术在物联网中有广泛的应用前景，以下为几个典型的应用领域：1. 智能城市在智能城市中，低功耗广域网通信技术可以用于实现城市基础设施的监控与管理，如停车场、路灯、垃圾桶等设备的远程监测和控制。

通过远程通信，可以及时获取设备的运行状况，并对其进行优化与管理，从而提高城市的运行效率和能源利用效率。

2. 农业领域在农业领域中，低功耗广域网通信技术可以应用于农业物联网的建设。

通过远程监控和控制，农民可以及时了解农田的土壤湿度、温度等信息，从而进行科学的灌溉和施肥。

新一代物联网技术解析物联网作为一种新兴的技术，正在以惊人的速度发展。

它将人和物连接起来，构成了一个庞大、分散且互相关联的网络。

在这个网络中，人们可以通过各种设备和传感器与物体进行交流和交互，实现更加智能化的生活和工作。

但是，随着物联网的不断发展，一些问题也开始浮现出来，例如网络安全、隐私保护等。

因此，新一代物联网技术也随之应运而生，并逐渐成为了该领域发展的重要方向。

接下来，我们将对新一代物联网技术进行深入的解析。

一、低功耗广域网（LPWAN）低功耗广域网是一种针对物联网应用的专属网络，它采用特定的信号和频率传输技术，可以在传输数据时大幅降低功耗，从而显著提升电池续航时间，即可实现长期运行。

LPWAN包含多种技术，如Sigfox、LoRaWAN等。

Sigfox是一种建立在完全自主的低功耗广域无线电信号网络上的通讯协议，它具有低成本、低功耗、长距离等优点。

LoRaWAN 是一种基于LoRa技术的开放标准，它具有距离远、终端便宜、通信大量、耗能低等特点，适用于许多物联网应用。

二、人工智能、机器学习、深度学习人工智能、机器学习、深度学习是当前科技界最热门的话题之一，对物联网的发展也至关重要。

物联网设备和传感器能够生成和收集大量数据，而人工智能、机器学习和深度学习可以通过对数据的分析和学习，实现更加智能、高效和精准的应用。

例如，智能家居系统可以通过机器学习算法根据家庭成员的行为习惯自动调整室温、灯光等设施，进而实现能源的高效利用。

另外，物联网设备和传感器通过收集各种数据，包括风速、湿度、温度等，而深度学习可以利用这些数据识别模式，并为用户提供更加准确的天气预报和预测。

三、区块链技术区块链技术是目前最受关注的技术之一，它也将逐渐进入物联网领域。

区块链可以为物联网设备和传感器提供安全和私密性，无需中心化管理，较好地保护用户的隐私和数据安全。

四、 5G技术5G技术是一种新一代无线网络技术，它将物联网连接到一个更快、更流畅的网络环境中。

低功耗广域网技术在智能城市中的应用在当今科技飞速发展的时代，智能城市的概念逐渐深入人心。

智能城市旨在通过运用先进的技术，提高城市的运行效率、改善居民的生活质量，并实现可持续发展。

而低功耗广域网技术（LowPower WideArea Network，简称 LPWAN）作为一种新兴的通信技术，正为智能城市的建设带来前所未有的机遇和变革。

一、低功耗广域网技术概述低功耗广域网技术是一种专为物联网应用设计的远距离、低功耗、低速率的无线通信技术。

与传统的无线通信技术相比，LPWAN 具有显著的优势。

首先，其覆盖范围广，能够在数十公里甚至上百公里的范围内实现稳定的通信。

这意味着在一个城市中，只需少量的基站就能实现大面积的覆盖，大大降低了基础设施建设的成本。

其次，LPWAN 设备的功耗极低，能够依靠电池供电运行数年之久，减少了频繁更换电池或充电的麻烦。

再者，LPWAN 支持海量的设备连接，可以满足智能城市中大量传感器和终端设备的通信需求。

目前，常见的 LPWAN 技术包括 LoRaWAN、NBIoT 等。

LoRaWAN 是一种基于扩频技术的非授权频谱 LPWAN 技术，具有灵活性高、部署方便等特点。

NBIoT 则是基于蜂窝网络的授权频谱LPWAN 技术，由运营商主导部署，具有更好的网络覆盖和服务质量保障。

二、低功耗广域网技术在智能城市中的应用场景1、智能水务在智能水务系统中，LPWAN 技术可以用于远程监测水表、水质传感器等设备。

通过实时收集用水数据和水质信息，水务部门能够更精准地进行水资源管理和调度，及时发现水质异常情况，保障居民用水安全。

2、智能照明城市照明是能源消耗的大户。

利用 LPWAN 技术，可以实现对路灯的智能控制。

根据环境光照和交通流量等信息，自动调节路灯的亮度和开关时间，在满足照明需求的同时，最大限度地节约能源。

3、智能停车在城市中，停车难是一个普遍存在的问题。

LPWAN 技术可以用于实时监测停车位的使用情况。