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發(fā)布日期:2022-05-25 點擊率:35
外——它不是這些年風(fēng)光無兩的“小鮮肉”NB-IoT,而是這個領(lǐng)域的“老司機”LoRa。
根據(jù)IHS Markit的研究報告,2019年全球所有LPWAN中,超過40%都將使用基于LoRa的設(shè)備,且有望在未來的兩年中繼續(xù)保持高速的增長,贏得超過50%的市場份額。所以LoRa的擁躉們總是不無自豪地宣稱——LoRa已經(jīng)成為今天LPWAN市場事實上的標準!雖然這話說得有點滿,不過從數(shù)據(jù)來看他們確實有驕傲的理由。
圖1,LoRa技術(shù)的定位(圖源:Semtech)
贏在起跑線上
在諸多LPWAN技術(shù)競逐的賽場上,目前可以看做是一個起跑的階段,LoRa之所以能夠在這時占得一個優(yōu)勢地位,主要得益于以下幾個因素:
首先,與NB-IoT等基于授權(quán)頻段的LPWAN技術(shù)相比,雖然LoRa作為一個工作于非授權(quán)頻段的無線技術(shù),少了傳統(tǒng)電信業(yè)巨擘的支持,但卻天生具有靈活性的優(yōu)勢——只要是有興趣的公司,都可以獨立組網(wǎng),部署和運營自己的LoRa網(wǎng)絡(luò),讓一個廣域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用快速落地,而無需等待電信運營商相對“漫長”的基礎(chǔ)設(shè)施布局,且在數(shù)據(jù)的安全性方面的把控力也更強。 其次,LoRa技術(shù)開放的商業(yè)模式也有利于降低網(wǎng)絡(luò)整體的運維和使用成本。比如LoRa網(wǎng)絡(luò)的成本主要取決于節(jié)點傳感模塊、網(wǎng)關(guān)和云端等基礎(chǔ)設(shè)施的投入,大多是布網(wǎng)初期的一次性投資,且可選的供應(yīng)商也較多,有利于成本優(yōu)化;而同為非授權(quán)LPWAN的Sigfox技術(shù)的商業(yè)模式則是按照網(wǎng)絡(luò)節(jié)點收取年費的方式,需要持續(xù)的投入。這樣計算下來,LoRa在某一特定范圍內(nèi)、封閉型地區(qū)的應(yīng)用中,成本優(yōu)勢非常明顯。
再有,在實踐中人們逐漸發(fā)現(xiàn),LoRa和NB-IoT等授權(quán)頻段LPWAN技術(shù)之間,就像是WiFi之于4G等蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)一樣,其實具有很大的互補性,雙方取長補短反而可以比單一技術(shù)更好地滿足碎片化的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用所需。這使得混合形態(tài)的LPWAN的試水之舉也十分活躍。
最后,雖然少了電信行業(yè)資源的加持,但LoRa獨立組網(wǎng)、靈活快捷的特性卻讓互聯(lián)網(wǎng)、廣電圈等有“跨界”沖動的廠商看到了機會,所以將其視為一個競爭的重要籌碼。所以上述這些技術(shù)和非技術(shù)的因素交織在一起,終于讓LoRa“贏在了起跑線上”。
開發(fā)生態(tài)日臻完善
LoRa技術(shù)如此的“個性”和市場表現(xiàn)自然逃不過LPWAN玩家們的火眼金睛,大家近年來也都在LoRa這個技術(shù)方向上持續(xù)投資,加大研發(fā)的力度,使得圍繞LoRa的開發(fā)生態(tài)環(huán)境日趨完善,進而加速其奔跑的步伐,形成良性循環(huán)。
開發(fā)生態(tài)完善的一個重要標志,就是市場上越來越多可用及好用的開發(fā)工具的涌現(xiàn)。比如去年年底,意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics)就一口氣推出了兩款開箱即用型的LoRa開發(fā)工具包P-NUCLEO-LRWAN2和P-NUCLEO-LRWAN3。在這兩款工具包中,都包含有一個網(wǎng)關(guān)板和一個端點板,以及相應(yīng)的固件和開發(fā)工具,為用戶提供了一個完整的 LoRaWAN開發(fā)工具鏈,使得整個的開發(fā)過程更為便捷。
圖2,意法半導(dǎo)體推出的LoRa開發(fā)工具包(圖源:STMicro)
兩款開發(fā)包中的LoRa網(wǎng)關(guān)板是相同的,都是基于STM32 Nucleo-144開發(fā)板 NUCLEO-F746ZG,板載一顆STM32F746ZGT6微控制器。網(wǎng)關(guān)板的功能是充當基本數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)器,將網(wǎng)絡(luò)端點上產(chǎn)生的數(shù)據(jù)上傳到LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)云服務(wù)器上。為了給開發(fā)者配套提供完整的云計算解決方案,意法半導(dǎo)體還與LORIOT、Actility和The Things Network三家LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器租賃商簽署協(xié)議,準許用戶通過網(wǎng)關(guān)連接三家公司的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器,并免費提供一些基本功能。
開發(fā)包中的LoRa網(wǎng)絡(luò)節(jié)點功能是由端點板來實現(xiàn)的,端點板是基于NUCLEO-L073RZ開發(fā)板,板子上集成一個STM32L073RZT6超低功耗微控制器。
每款開發(fā)包都有一個LoRa端點擴展板,基于板上超低功耗STM32運行一個AT指令棧。
端點擴展板在射頻和傳感器部分的區(qū)別,也構(gòu)成了兩個開發(fā)包的主要差異:
P-NUCLEO-LRWAN2開發(fā)包的端點擴展板,適用于高頻(868MHz / 915MHz / 923MHz)ISM頻段;板載的傳感器包括LSM303AGR MEMS電子羅盤(加速度計/磁力計)、ST LPS22HB壓力傳感器,以及ST HTS221溫濕傳感器。
P-NUCLEO-LRWAN3開發(fā)包的端點擴展板,適用于低頻(433 / 470MHz)ISM區(qū)域;板載的傳感器資源有ST LSM6DS33D 加速度計、ST LPS22HB壓力傳感器以及ST HTS221溫濕傳感器。
圖3,意法半導(dǎo)體LoRa開發(fā)包資源一覽(圖源:STMicro)
開發(fā)者可以根據(jù)自己的目標應(yīng)用評估開發(fā)包的硬件資源,選擇最合適的一款。同時,通過STM32強大的生態(tài)系統(tǒng),開發(fā)者還可以方便地獲得豐富的資源支持,如LoRaWAN協(xié)議棧、Keil MDK-ARM等免費IDE,以及STM32CubeMX等豐富的軟件工具。
總之,從硬件到軟件,日益強大的開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)可以在LoRa已經(jīng)確立的起跑線優(yōu)勢基礎(chǔ)上,再疊加一個推力,讓開發(fā)者獲得更大的加速度,向終點飛奔。
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