LoRa技術
關注創建者：工采網 創建時間：2020-11-02
LoRa技術的實例教程
正是因為Semtech的LoRa技術具有傳輸距離遠、功耗低、抗干擾性強等特點，使其非常適用于惡劣的安裝環境，此外，可以通過遠程升級（OTA）工具對系統進行升級，無需人工現場操作，提高了系統智能化和自動化管理。
物聯網通過通信技術將人與物、物與物進行連接，在智能家居、智能安防、工業數據采集等區域網通信場景一般采用短距離通信技術，對于廣范圍、遠距離的連接則需要遠距離通信技術。在生活中的應用場景(如遠程抄表、環境監測、智能停車、位置追蹤等)時，我們需要一種覆蓋廣、成本低、部署簡單、支持大連接的物聯網，因此低功耗廣域物聯網(Low-Power Wide-Area Network，簡稱LPWAN)應運而生。并且，以這些應用場景為主導的物聯網數量將占到物聯網總連接數的60%。
LPWAN可分為兩類：一類是工作于未授權頻譜的LoRa、SigFox等技術;另一類是工作于授權頻譜下，3GPP支持的2/3/4G蜂窩通信技術，比如EC-GSM、eMTC、NB-IoT等。 LPWAN 專為低帶寬、低功耗、遠距離、大量連接的物聯網應用而設計，與傳統的物聯網技術相比，LPWAN有著明顯的優點：與藍牙、Wi-Fi、Zigbee、802.15.4等無線連接技術相比LPWAN技術距離更遠;與蜂窩技術(如GPRS、3G、4G等)相比連接功耗更低。
NB-IoT、LoRa、SigFox物聯網三大技術的未來爭奪戰
在物聯網通訊的發展中，NB-IoT已經獲得全面性的支持，未來相關應用的市場榮景可期。LoRa與SigFox雖然受到NB-IoT強大的擠壓，但因為物聯網應用還屬于成長中的市場，這兩個技術已逐漸找到與NB-IoT區隔的發展道路，未來的發展重點是創造良好的消費者使用體驗，朝著正確的航道加速、起飛。
物聯網通訊是這兩年產業最熱門的話題之一，尤其在5G三大愿景中正式定義為mMTC(Massive Machine Type Communication)，未來物聯網的聯網規模將大幅超越過去的人聯網，每平方公里網絡節點甚至高達100萬個。
展開 針對這些工業企業的人員定位項目建設選取的技術方案通常有：
1. 基于藍牙+LORA技術的定位方案
2. 基于UWB精準定位技術的定位方案
3、基于RFID技術的區域定位方案
但是這兩種方案各有利弊。
一、藍牙+Lora技術方案分析
藍牙+Lora定位技術方案的核心設計思路是通過藍牙作為位置信標點，人員卡片由藍牙數據接收模塊與lora通信模塊構成，藍牙數據接收模塊接收發射的信號，通過lora通信模塊將信標數據上傳到后臺。
此技術方案的優點非常明顯，藍牙可以通過電池進行供電，無需布線與組網，建設成本大幅減少；采用Lora技術上傳數據，無需資費。此技術方案是目前化工廠人員定位主要采用的方案。
此技術方案的不利因素主要有3點：
采用Lora通信技術上傳數據存在政策管控風險。盡管國家無委在頻譜分配里沒有對Lora技術在國內的應用進行明確限制，但是LORA技術主要是由美國公司掌握，具備廣域通信能力。與有運營商部署建設的NB-IOT技術相比，由于信息安全的原因，Lora通信大概率會被限制使用而在國內被淘汰。在3G時代，Wimax就是例證。
卡片功耗大。由于卡片一直處于信號接收狀態，會導致卡片功耗大，卡片需要充電，增加維護成本。
只能實現區域位置識別。由于藍牙信號在2.4Ghz頻段，在室內定位場景中，受信號多徑影響較大，會出現所謂信號漂的現象，出現定位錯誤，如樓層定位錯誤，房間識別定位錯誤。
二、基于UWB技術精準人員定位方案
UWB定位技術原理上可以實現30cm的室內定位精度，在化工廠，UWB定位技術不適合全面部署，原因如下：
成本太高，要實現全程精準定位，需要部署大量的基站，建設成本很高。
設備需要組網，部署與建設維護成本均較高。
因此，在化工廠只適合做重點區域的部署，實現高精度的人員管控。
展開 而停車場、停車庫、路側停車等場庫級停車場景，則主要運用了RFID、車牌識別技術和不停車電子收費(ETC)技術、NB-IoT技術和LoRa技術。
RFID：利用RFID無需人工干預自動識別的特點，可以實現停車場智能化出入管理，改變傳統停車場進門停車取卡、出門交卡繳費引發的出入口通行效率低下問題，提升通行效率。
車牌識別和不停車電子收費(ETC)：這兩個主要是場庫級智慧停車用到的技術，ETC技術更是智慧停車道閘領域近年獲得迅速發展的重要技術。車牌識別技術利用攝像頭拍攝車牌或ETC以準確識別車輛身份，記錄車輛進出場時間以準確收費，使車輛快速通過，無需停車進行人工記錄。
NB-IoT技術和LoRa技術：今年興起的NB-IoT(窄帶物聯網 Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)和LoRa(低功耗無線通信技術)就是城市級智慧停車所應用的技術，NB-IoT技術利用窄帶通信功耗低、覆蓋廣、密度高優勢，使停車設備直接聯網，地磁、地鎖、充電樁、道閘可以把信息源源不斷傳輸到網絡平臺。LoRa技術則在近年形成了行業規范和共同平臺，可以使小區聯網組成大網絡。
對于車主來說，智慧停車能夠協助車主完成停車相關的一切操作，比如預先了解停車場空余車位狀況，免取卡進場，車位引導，反向尋車，無感支付等，可以大大節省停車時間，提高車主體驗，同時能為自己家里的固定車位進行月租繳費，車位共享。
對于智慧社區管理者來說，全面利用物聯網技術的智慧停車系統可以把單個停車場和單個車主的數據進行互聯、互通，打破停車場的信息孤島，將停車和智慧社區物業管理，公共出行等進行良好高效的結合。
展開 而停車場、停車庫、路側停車等場庫級停車場景，則主要運用了RFID、車牌識別技術和不停車電子收費(ETC)技術、NB-IoT技術和LoRa技術。
RFID：利用RFID無需人工干預自動識別的特點，可以實現停車場智能化出入管理，改變傳統停車場進門停車取卡、出門交卡繳費引發的出入口通行效率低下問題，提升通行效率。
車牌識別和不停車電子收費(ETC)：這兩個主要是場庫級智慧停車用到的技術，ETC技術更是智慧停車道閘領域近年獲得迅速發展的重要技術。車牌識別技術利用攝像頭拍攝車牌或ETC以準確識別車輛身份，記錄車輛進出場時間以準確收費，使車輛快速通過，無需停車進行人工記錄。
NB-IoT技術和LoRa技術：今年興起的NB-IoT(窄帶物聯網 Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)和LoRa(低功耗無線通信技術)就是城市級智慧停車所應用的技術，NB-IoT技術利用窄帶通信功耗低、覆蓋廣、密度高優勢，使停車設備直接聯網，地磁、地鎖、充電樁、道閘可以把信息源源不斷傳輸到網絡平臺。LoRa技術則在近年形成了行業規范和共同平臺，可以使小區聯網組成大網絡。
對于車主來說，智慧停車能夠協助車主完成停車相關的一切操作，比如預先了解停車場空余車位狀況，免取卡進場，車位引導，反向尋車，無感支付等，可以大大節省停車時間，提高車主體驗，同時能為自己家里的固定車位進行月租繳費，車位共享。
對于智慧社區管理者來說，全面利用物聯網技術的智慧停車系統可以把單個停車場和單個車主的數據進行互聯、互通，打破停車場的信息孤島，將停車和智慧社區物業管理，公共出行等進行良好高效的結合。
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不同之處是：從應用層面來看，PerSe是傳感器，用于收集信息、數據；LoRa是傳輸的技術。
在市場方面，二者的策略差別較大。PerSe技術最初是針對手機、平板電腦等消費類市場研發的。消費類市場和LoRa對標的工業市場不一樣。消費類產品的生命周期較短，更新迭代速度很快，一個周期最快有可能是3~6月；而LoRa主要定位工業市場，因此更新換代的周期長很多，例如兩三年。
電廠人員定位系統方案設計總體采用uwb定位技術、Lora傳輸技術、三維建模技術等多種領域技術。建立多功能的電廠人員定位系統，即具有定位功能又有基于位置數據的服務功能，系統建成后擁有統一的管理平臺和數據庫，為管理決策提供最翔實基礎數據，是電廠智能管控系統通過信息技術提升管理能力的重要平臺。
云酷科技憑借其多年的物聯網技術積累，結合LoRa和uwb定位技術，推出了適合電廠的人員及物資定位系統，解決了電廠普遍存在的人員位置不可知、人員監管系統效率低、無可視化智慧監管平臺、危險區域難管控等問題。
▲全球物聯網設備連接數量及預測情況
▲中國物聯網整體規模及增長率
設備聯網的關鍵在于組網技術，組網技術有LoRa（遠距離無線電）、Zigbee（短距離低速）、WiFi、NB-IoT（蜂窩網絡）、藍牙，需要搭配響應的組網模塊才能遙控設備。
我國物聯網連接數2020年達到35億，2017-2020的復合增長率為34%。
▲全球物聯網設備連接數量及預測情況
▲中國物聯網整體規模及增長率
設備聯網的關鍵在于組網技術，組網技術有LoRa（遠距離無線電）、Zigbee（短距離低速）、WiFi、NB-IoT（蜂窩網絡）、藍牙，需要搭配響應的組網模塊才能遙控設備。
我國物聯網連接數2020年達到35億，2017-2020的復合增長率為34%。
技術層面
定位技術按照應用技術劃分，目前主流的定位技術有UWB人員定位技術、LORA、藍牙、WIFI、RFID、紅外線等等，各類技術在不同場景下的應用不同，企業需要根據自身對定位精度，定位場景的需要，選擇合適的技術，具體參數見下表：
二：空間維度
如果以維度來進行劃分，定位技術可分為零維、一維、二維、三維定位模式。
目前做定位設備，定位解決方案的企業很多，多數廠家采用不同的定位設備與技術來做各行業的解決方案，例如運用wifi、UWB、Lora、紅外等技術。
電廠為什么需要人員定位技術？
電廠人員多，設備多，設備結構復雜且部分工作危險性高，作為建設智慧電廠的一部分，人員定位功能由于其提升管理效率，保障人員安全發面的高能表現，已經成為行業內較強烈的需求。
結合電廠面積大、設備多、安全要求高等特點，云酷科技的解決辦法是：Lora+UWB技術實現電廠人員定位。
UWB技術作為一種全新的通信新技術，與傳統的窄帶系統相比，具有穿透力強、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統復雜度低、能提供精確定位精度等優點。因此，超寬帶技術可以應用于室內靜止或者移動物體以及人的定位跟蹤與導航，且能提供十分精確的定位精度。
云酷科技多年來致力于電力安全領域，通過對UWB+LORA技術的融合，設計了針對電廠的人員定位系統，結合電廠實際情況，做到快速部署、多系統融合、合理控制成本、功耗等優勢，在各電力集團都有諸多應用案例，為電廠的人員安全管理提供了可靠的信息化工具。
物聯網飛速發展的時代已經到來，各種物聯網背景下的定位技術與市場需求也已進入了快車道，無處不在的位置服務需求，終迎來最好的時代。
UWB技術具有迪內精準、抗干擾能力強、部署靈活以及LoRa技術具有覆蓋范圍大、功耗低和擴展性強等特點，契合了電廠對人員安全的實際需求。
該解決方案由整套硬件設備、三維可視化管理系統組成，可實現的功能具體如下：
1、廠區人員精準定位管理
根據現場實際地形部署UWB定位基站，工作人員佩戴定位電子標簽，可隨時查看各員工、訪客的實時位置分布。
