低功耗广域网-LPWAN

LoRaWAN 网络结构是一个典型的星型拓扑结构，网关是一个透明的桥接，在终端设 备和后台中央网络服务器之间转送讯息。网关通过标准 IP 连接连接到网络服务器，而终端 设备使用单跳无线通信到一个或多个网关。所有终端的通信一般都是双向的，但还支持诸如 组播操作，可以实现软件升级空中下载或其他大量分发讯息以减少空中通信时间。
终端设备和网关之间的通信以不同的频率通道和数据速率传出去。数据速率的选择在通 信距离和通信时间做一个权衡。由于扩频技术，不同数据速率的通信相互不会干扰，并会创 建一组“虚拟”通道，增加了网关的容量。LoRaWAN 的数据速率范围从 0.3kbps 到 50kbps。 为最大限度地提升电池寿命和网络容量，LoRaWAN 网络服务器通过一个自适应数据速率 （ADR）的方案分别为每个终端设备管理数据和 RF 输出。
为适应工业物联网(Industrial IoT, IIoT)应用，Weightless 特别兴趣小组(SIG)正在研发 高效能低功耗广域网(LPWAN)技术标准 Weightless-P，可有效改善服务品质的上下行链路 效能。
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王志杰 2015 年 10 月
《芯在路上》
2 后语
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LPWAN 技术的共同的特点是：长距离、低功耗、低速率。当然还有低成本的终端产品， 更适合大规模部署。LPWAN 网络可以覆盖一个城市、甚至一个国家，这很容易将收集的数 据集成到一个公共数据平台。如智慧交通、智慧城市、智慧工厂等，有利于城市管理和社会 公共管理。目前进行的一些项目，也多与政府相关。
芯在路上
低功耗广域网络技术（LPWAN， Low-Power Wide-Area Network）
王志杰 2015/12/4
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目录
1 LPWAN 简介................................................................................................................... 1 1.1 DASH7............................................................................................................................2 1.2 LoRaWan .......................................................................................................................2 1.3 Weightless .....................................................................................................................3
Weightless 技术是一个开放的全球标准，而不是一个专用技术。Weightless 是一 LPWAN 技术开放标准，使得长距离、长电池寿命和超低成本的物联网产品可以快速经济地 部署到全世界。
Weightless 技术当前有两个版本，Weightless-W 和 Weightless-N。Weightless-W 标准使用了 TVWS 频段；Weightless-N 使用了超窄频段技术，免许可 Sub-GHz 频谱（欧 洲是 868MHz，北美是 915MHz）。
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王志杰 2015 年 10 月
Biblioteka Baidu
1.3 Weightless
王志杰 2015 年 10 月
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1 LPWAN 简介
《芯在路上》
http://www.weightless.org
Weightless 是低功耗广域网的无线连接规范专为物联网而设计，使用 Sub-GHz 免执 照频段。Weightless 特别兴趣小组（SIG）是一个非盈利全球标准组织，负责协调 Weightless 标准的相关工作。
物联网络将世界联系的越来越紧密。未来，身处物联网络中的”我们“的一个”动作“， 会产生怎样的一个”蝴蝶效应“呢？
王志杰 2015 年 10 月
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《芯在路上》
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ARM 公司的 mbed 物联网设备平台为 LPWAN 网络的开发提供了不错的一个平台。而 ST 凭借其成熟的 STM32 产品生态系统已为不少的项目所采用。如 STM32L0 系列，基于 ARM Cortex-M0+的产品系列就非常适合做节点应用。高性能的 STM32F2/STM32F4，甚 至 STM32F7 可以做网关或基站的应用。
1 LPWAN 简介
LPWAN 是 Low-Power Wide-Area Network 的英文简称，或者称之为一种低功耗网 络（LPN），是一种低速率长距离通信的电信网络，用于物联中的通信，如电池供电的传感 器、或以能量收集为电源的设备等。
几种 LPWAN 技术： DASH7，基于 ISO 18000‐7 开放标准的无线传感器网络 LoRaWAN, 长距离 WAN，来自于 LoRa Alliance，2015 年 6 月 16 日 LoRaWAN 规范 1.0 版本发布 Weightless, Weightless 特别兴趣小组(SIG)
LPWAN 网络需要架设网关（Gateway）或称为“基站”，一个网关要管理上万个甚至 几十万的节点。如同移动、联通、电信等电信企业建基站一样，LPWAN 网络也需要建众多” 基站“以覆盖更广的区域。这需要大笔资金的投入，电信企业和一些商业公司都在积极布局 LPWAN 的网络建设。LPWAN 领域，电信运营商、（非国有资本）运营商、互联网服务商、 半导体芯片厂商等产业链正在逐步形成，未来必将会带动一大批的 LPWAN 项目的实施。
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《芯在路上》
1 LPWAN 简介
《芯在路上》
1 LPWAN 简介
缝的互操作而无需复杂的本地化安装，让用户、开发者和企业可以灵活快速部署物联网应用。
LoRa 联盟使命是确保开放的 LoRaWAN 规范安全、电信级、低功耗广域网，这将使所 有终端设备能够按照预定的方式连接一个 LoRaWAN 网络，并与所有网关产品进行交互操 作。认证计划将会提供给最终用户一个保证，他们的专用终端设备可以在任何的 LoRaWAN 网络上操作，这对于使用 LPWAN 进行全球物联网的部署是一个重要的要求。
1.2 LoRaWan
LoRa 联盟网站：http://www.lora-alliance.org
LoRaWAN™是一个低功耗广域网网络(LPWAN)规范，适用于无线电池供电的设备，针 对的是物联网的一些重要需求，如安全双向通信、移动定位服务等。标准提供智能设备间无
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王志杰 2015 年 10 月
王志杰 2015 年 10 月
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1 LPWAN 简介
1.1 DASH7
《芯在路上》
DASH7 联盟网站：http://www.dash7-alliance.org
DASH7 是一个基于 ISO 18000‐7 开放标准的无线传感器网络，使用 433MHz 频率免 执照的 ISM 频段/SRD 频段。DASH7 提供多年电池寿命，距离最远达 2 公里，室内定位 1 米精度，低延时移动设备连接，非常小的开源协议栈，AES 128 位密钥加密支持，数据传 输数率达 200kbit/s。DASH7 联盟推进了 ISO 18000-7 有源 RFID 标准的技术应用。