智慧建造:物联网在建筑设计与管理中的实践
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6.5 LoRaWAN技术

在传统意义上,无线网络解决方案只能依靠几种不同的通信技术。人们可以接受基于标准局域网技术(如Wi-Fi、ZigBee和蓝牙)网络连接的有限连接距离,或支付广域蜂窝技术的费用。随着低功率广域网(Low-Power Wide-Area Network,LPWAN)的应用,新的市场正在形成。人们希望用这些新技术弥补目前广域网WAN和局域网LAN技术之间的差距,从而实现低成本的机器设备连接。

LPWAN协议是为采用无线连接、电池供电的设备设计的。网络架构通常采用星形拓扑(star-of-stars topology)布局。在这个架构中,网关在终端设备与后端中央网络服务器之间中继消息。网关通过标准的IP连接到网络服务器,而终端设备使用单跳无线通信方式连接到一个或多个网关。所有的端点通信通常都是双向的,同时也支持多路广播等操作,能够通过无线的或其他批量分布消息进行软件升级以减少无线通信的时间。

在LPWAN中,终端设备和网关之间的通信以不同的频带和通信速率进行。数据通信速率由通信距离和消息持续时间之间的折中选择来决定。由于这种技术的特点,网络中不同数据速率的通信不会互相干扰,并可建立一组虚拟通道来增加网关的容量。

LoRaWAN的数据通信速率从0.3kbit/s到50kbit/s不等。LoRaWAN使用低频(sub-GHz)频段,这意味着信号可以穿透2km范围内的大型结构和地下工程。

塔塔通信公司(Tata Communication)在孟买和德里试验成功之后宣布,将联合其他几个电信公司在全印度范围内建立LoRaWAN网络。奥兰治公司(Orange)也计划建立覆盖全法国的LoRaWAN网络。在澳大利亚,澳洲电信公司(Telstra)已准备在墨尔本(Melbourne)做前期试验。塔塔通信公司已选定了LoRaWAN技术的先驱者圣特公司(Semtech)去部署覆盖孟买、德里和班加罗尔等城市的LoRaWAN网络。