一文看懂基于LoRa無線通信技術的LoRaMESH應用方案
來源: 信馳達
LoRa全稱遠距離無線電(Long Range Radio),作為一種擴頻調制技術,最早由法國一家創業公司Cycleo 推出,2012 年 Semtech 收購了這家公司,并將這一調制技術封裝到芯片中,基于 LoRa 技術開發出一整套 LoRa 通信芯片解決方案,包括用于網關和終端上不同款的 LoRa 芯片。自此,基于LoRa 技術的產品開始在全世界范圍內推廣,LoRa技術在世界范圍生根發芽,慢慢浸透到了物聯網應用的每個角落,LoRaWAN技術也在快速推廣。
信馳達科技推出的LoRaMESH方案是基于Semtech的LoRa直序擴頻通信技術與分布式數據采集的一種物聯網解決方案。
信馳達科技LoRaMESH方案可做到低功耗、遠距離、可擴展、易使用、好管理、多接口等行業客戶所關心的需求。
一.產品形式
LoRaMESH產品分為云端、網關、節點、傳感器。
1.云端
云端支持數據實時監控、后臺數據計算和告警反饋。為客戶定制化開發功能豐富的后臺數據管理平臺。這一方案改變了以往關于傳輸距離與功耗的折衷考慮方式,為用戶提供一種簡單的能實現遠距離、長電池壽命、大容量的系統,進而擴展傳感網絡。
2.網關
信馳達科技LoRaMESH網關實現從節點到云端的數據傳輸,無需自己搭建服務器。LoRaMESH自主研發網關,擁有4 x 1T1R通道,4 x PA/LNA。網關下屬多節點數據加密傳輸,網關架構靈活多變,支持多種通信入網方式,包括RS485,網口,USB等。網關還支持GNSS定位功能,實時監控網關所在位置。
3.節點
LoRaMESH節點采用信馳達LoRa模塊RF-AL42UH,其中內部的ASR6501芯片采用內核32bits 48MHz Cortex-M0+,擁有128KB Flash和16KB SRAM,功耗睡眠最低功耗 3.2 μA。
節點支持兩種角色,中繼節點和終端節點,中繼節點可以轉發終端節點的數據至網關,大大擴展了LoRaMESH的網絡覆蓋范圍,極高的擴展性可以靈活多變地構筑網絡,LoRaMESH網關最多支持16000個節點,比LoRaWAN支持更多的節點。
4.傳感器
節點網關迅速組網,建立多層網絡拓撲結構,節點還可支持多種傳感器。加載溫濕度傳感器的節點部署在智慧農場中,可以實時收集環境數據,上傳至云端供管理人員查看,節點加載不同的傳感器可以應用在不同的物聯網場景當中。
LoRaMESH網絡拓撲結構,從云端,到網關,再到節點,模板化LoRa網絡一鍵搭建,降低搭建成本,縮短研發周期。
二.組網形式
1.常見網絡拓撲結構:
1)星狀網絡拓撲結構:
星狀網絡常見于:LoRaWAN、Modbus、家用路由器。優點在于維護管理容易,重新配置靈活,但是擴展性差。
2)樹狀網絡拓撲結構及MESH網絡拓撲結構:
樹狀網絡拓撲結構簡單,構成明晰,故障查找方便。
3)Mesh網絡
Mesh網絡拓撲結構節點互聯互通,利用率高,網絡自愈性強。
3. LoRaMESH對比LoRaWAN
傳統LoRaWAN組網方式屬于星狀網絡,連接距離短、擴展性差。遠端節點連接不穩定或者無法連接。
而信馳達LoRaMESH組網方式屬于混合網絡,連接距離遠、擴展性強,遠端節點通過中繼節點穩定入網連接。
4.LoRaMESH對比ZigBee
對于同時擁有低功耗、大容量、低成本特點的信馳達LoRaMESH和ZigBee技術有什么區別呢?
LoRaMESH是LPWAN通信技術中的一種,基于LoRa擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。
ZigBee技術是一種近距離的雙向無線通訊技術,主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的設備之間進行數據傳輸。
LoRa主要在全球免費頻段運行,包括433、868、915 MHz等。而ZigBee工作在2.4GHz頻段上,
在傳輸距離方面,ZigBee的傳輸距離在100-300m的范圍內,屬于近距離通信,LoRaMESH擁有長距離優勢,最遠可達數十公里的數據傳輸距離LoRaMESH相比ZigBee遠距離的優勢,適用的場景大大提升,可以應用到遠距離數據采集當中,例如智慧農業,智慧園區等,這些場景都需要大量的節點,ZigBee近距離的特點自然使得它有很多局限。
三、特色功能
LoRaMesh在硬件方面和云服務方面擁有很多特色功能。
1.硬件方面:
(1)中繼功能:LoRaMESH的節點擁有普通節點和中繼節點兩種角色。
中繼節點轉發普通節點的數據至網關,極大擴展LoRaMESH網絡的覆蓋范圍,即使是處于網絡覆蓋范圍外的節點通過中繼節點一樣能夠將數據傳輸到云端。中繼節點還可提供定制開發I/O功能服務。
(2)自動入網:LoRaMESH節點能夠自動上電入網。
網關只要配置好本地網絡設置,添加入網白名單后,節點上電即可自動入網。
(3)自動重連
信馳達科技LoRaMESH采用混合網絡拓撲結構,節點支持掉線重連,多種智能重連機制保證網絡的穩定性。
第一種:節點在與網關連接通信時,如果掉線,會自動重新與網關建立連接。
第二種:節點在與中繼節點連接通信時,如果掉線,會自動尋找其他中繼節點進行重連。
第三種:節點在與網關連接通信時,如果掉線,會自動重新與臨近中繼節點進行重連。
(4)LoRaMESH支持本地管理,本地可設置網絡的通信方式,接收發送頻段。還可對網絡節點白名單進行管理,添加或刪除節點。本地管理更改網絡和節點參數,進一步提高網絡的整體安全性。
2.云服務方面:
(1) LoRaMESH云端可開放接口
我們提供給客戶云端的API接口,通過二次開發,云端可以直接連接至客戶的服務器,數據存儲處理全部由客戶操作,滿足客戶個性化、安全需求。
(2)分布式多網關
LoRaMESH可以采用分布式網關,一定范圍內布設一個網關采集網關范圍內節點數據,多個網關采集數據上云,擴大數據采集的覆蓋范圍,比LoRaWAN傳統網絡覆蓋的范圍更廣,采集的節點數據更多。
(3)云透傳
LoRaMESH方案從節點到網關再到云端,一鍵將采集的數據透明傳輸至云端,云端將數據傳輸至管理平臺。管理平臺下發的指令通過完整的LoRaMESH網絡透明傳輸至節點。透明的數據傳輸方式幫助客戶更加容易地開發調試,縮短研發周期。相比于LoRaWAN,LoRaMESH方案落地更快。
LoRaMESH充分運用LoRa的低功耗、遠距離、小數據傳輸技術優勢,是物聯網LoRa應用的優秀方案.
信馳達科技是行業知名度和信譽度優秀的無線射頻解決方案提供商及低功耗射頻核心器件供應商,專注物聯網領域十年,擁有豐富的方案設計經驗,旗下產品包含豐富的LoRa產品,例如采用ASR6501芯片的RF-AL42UH。專業的技術支持團隊為您提供專業的定制化服務。
信馳達科技采用LoRa技術的LoRaMesh方案現已上市,更多LoRaMesh方案詳情或定制化方案需求請關注信馳達科技。
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