深入了解物联网新星LoRa和LoRaWAN

LoRa是Long Range Radio的缩写，从这个名字上面就能看出来他的特点是传输距离远，在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离要更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离要远3-5倍。是由美国陞特(semtech)公司创建的低功耗局域网无线标准。

LoRaWAN(Lora Wide Area Network)LoRa广域物联网的简称，是基于LoRa技术的一种通信协议。它主要由(LoRa终端、LoRa网关、LoRa服务器)三个实体组成。如果按协议分层来说LoRaWAN是MAC层，LoRa是物理层。

距离远：超远的传输距离，采用扩频增益、它的传输距离约FSK的三倍。特别是在普通的无线传输信号较弱的室内和地下环境，LoRa技术优势明显。

功耗低：尽管它通信距离空旷能达到5KM，仍然具有良好的节能特性。

免 费：与我们上一篇文章所介绍的NB-IOT所不同的是LoRa工作在免费ISM频段，用户不依靠运营商就可完成LoRa网络部署，不仅布设更快，而且成本更低。这为普通用户使用该无线网络打开了一道便捷之门。

传输速率低：因为扩频后的通信带宽窄，一般只适合传感器等传输信息量较低的网络。对于数据量高的应用场合(如图像传输)就不适用了。

技术过于集中：LoRa技术过于集中于semtech公司。不利于产业的发展。

需要新建网络：LoRa在布设过程中，需要新建信号塔、工业基站甚至是便携式家庭网关。这对于一般的普通用户就存在一定的难度。因此行业中基本没有见到有百万连接的项目。

目前支持LoRa这种通讯技术协议的终端芯片大部分是由semtech公司推出的，或是其授权生产的。行业内最为主流的是SX1276和SX1278，二者封装一致，应用电路有细微差别，前者面向的是欧美市场(频段137-1020MHz)，后者面向中国市场(频段137-525MHz)。除此之外SX1262也是一款比较流行的LoRa终端芯片，它的体积比上面的两款更小，支持的频段为150-960MHz，发射功率更高，被很多应用者所选择。

除了终端芯片以外如果要组成LoRaWAN还需要网关芯片，SX1301就是semtech公司推出的LoRa网关芯片，8个LoRa信道，1个是FSK信道，可以看成是FPGA+8路LoRa调制解调器，该芯片是Semtech公司的核心利益模块，从数据手册到软件驱动再到协议算法都是不公开的。

我们目前常见的无线通讯方式有WiFi、蓝牙、2G-GSM、3G/4G、NB-IOT、ZigBee和常见小无线(sub 1G)等。下图是笔者根据这几种无线通信方式的相关特性做的分类比较，大家可以看出LoRa在很多方面都具有很大的优势，比如通讯距离以及通信成本等。

笔者在去年深入的研究以及使用了LoRa这种通讯技术，包括其硬件设计和软件驱动，如果是单纯的用来传输传感器数据LoRa都是很合适的选择，比一般的小无线如Ti的CC1101、芯科实验室的SI4432和SI4463(我竟然发现这货有bug，官方已承认)都要优秀很多。如果组成LoRaWAN其他小无线更是无法比拟。

目前与其竞争比较激烈的是NB-IOT，需要了解NB-IOT的朋友可以看我上一篇文章，对比NB-IOT来说虽然它们在一些细分领域不具有竞争关系，但是在很多常见领域都是有所竞争的，LoRa因为其技术的垄断导致了其闭塞，而不像NB-IOT那样的开放，这对于无线通信这个庞大的领域来说无疑是不讨好的。

LoRa与NB-IOT的比赛才刚刚开始，最终谁会成为物联网通信行业的领头羊都还是未知，作为用户的我们是这场比赛的参与者也是裁判者。希望它们会在未来给我们的生活带来更多的便利，更多的惊喜!