LoRa快速发展这几年,从通信到定位,从表计到卫星……

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最初,我们对LoRa的认识是一种具有低功耗、低成本、广覆盖等特点的LPWAN通信技术。

经过这几年的发展,也已经奠定了LoRa技术在LPWAN领域双雄之一的地位,在通信层面已经得到了业界的认可。

首先,全球范围内,LoRa蓬勃发展。从LoRa全球最新部署情况来看:截至2021年12月,全球已经部署了270多万个基于LoRa的网关,基于LoRa 的终端节点超过2.25亿个。LoRa或LoRaWAN?的部署覆盖了171个国家和地区,目前全球有163个LoRaWAN?运营商(3 年时间增长了3 倍)。此外,LoRa 联盟正在与全球主要物联网生态圈合作一起推动扩大LoRa市场应用,目前LoRa联盟已有400多个公司成员企业,其中包括重量级的软件公司和卫星通信服务商。

其次,完成从事实标准到国际标准的跃进。2021年12月,LoRaWAN获批ITU国际标准,LoRaWAN 成为真正的 LPWAN 全球标准。这是LoRa发展进程中里程碑式的时间节点,也为LoRaWAN 在全球范围内进一步发展奠定了基础。《ITU-T Y.4480建议书》的出台进一步证明了市场上选择采用LoRaWAN作为标准的决定的正确性,对这个庞大的群体也产生了影响,对于后续市场推广也起到非常积极的作用。

 

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对于LoRa技术的认识:

始于“通信”,而后“定位”

随着更多新型移动设备的出现,如可穿戴设备等,物联网设备品类及数量飞速增长,基于位置感知的应用同步激增,位置感知发挥了越来越重要的作用,成为万物互联的重要一环。

在室内和室外的环境下,连续可靠地提供位置信息可以为用户带来更好的体验。室外定位和基于位置的服务已经非常成熟,基于GPS和地图的位置服务被广泛应用,成为各种移动设备被使用最多的应用之一。近年来,位置服务的相关技术和产业正向室内发展以提供无所不在的基于位置的服务,其主要推动力是室内位置服务所能带来的巨大的应用和商业潜能。同时,室内外结合也初现端倪。

以往,我们更多的是从通信层面去介绍LoRa,今天就从定位的角度来更深入地了解LoRa。

先从物联网定位市场现状、特点说起。

一是,物联网应用碎片化的特性,导致没有一套系统、一种技术能统一整个物联网江湖,定位市场自然也是如此。在许多物联网定位应用场景下,需要更长的电池寿命、更低的成本、更灵活的运营模式。

二是,每个已经有实际应用的技术都有其局限性,如WiFi定位基本主要实现室内定位,而GNSS主要实现室外定位,而室内外融合的定位场景目前仍有很大机会。

三是,定位精度方面,不同的应用场景要求不尽相同,有些应用场景需要高精度定位,有些场景则只需要一个大概的定位范围。

这也正是Semtech在各种定位技术已经能够提供成熟定位服务的情况下,依然选择推出其基于LoRa Edge云定位系统的原因。

 

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LoRa Edge主要针对10-50m的定位范围,是实现中精度定位的定位系统。基于该系统的定位方案,可根据客户端具体需求进行量身定制,其终端电池寿命可达到数月,乃至数年,其模组成本也可做到小于5美元,公有网络及私有网融合实现室内外连续覆盖。

 

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LoRa Edge之于高精度定位领域

正如前文所说,LoRa Edge定位方案属于中精度定位方案,对于具有高精度定位需求的应用场景是不是就无用武之地了?其实并不是!

事实上,单一的技术很难满足应用的市场,即便是能满足,也会造成成本或者资源的浪费。

比如UWB定位需要一个房间内使用四个网关,而使用LoRa Edge +其他定位技术结合的方案,则只需要一个LoRa网关,如此一来,网络的部署成本就能大幅下降。

因此,在具体项目中,很多技术方案都采取多技术种类的融合。比如,在化工厂等高精度定位场景中更倾向于采用LoRa Edge +其他技术结合的方案以降低成本和功耗。

因此,在高精度定位需求不断攀升的情况,通常采用LoRa Edge + 其他技术的融合方案来部署。相信未来的定位技术应用市场,多技术的融合方案更加符合市场的需求。

我们知道,LoRa Edge(LR1110 芯片组)是 Semtech 于 2020年推出的一个高度通用且低功耗的平台,可以软件设置其定义。LoRa Edge 能够提供覆盖室内和室外的定位能力。传统的基于芯片的地理定位设备需要承载巨大的计算量,导致它们往往只有数周至数月的电池寿命。

而 LoRa Edge 解决方案可以在定位设备和 LoRa Cloud 之间分配计算量,使设备可拥有长达数月甚至数年的电池寿命,因此更为适用于物联网应用,包括工业、楼宇、家居、农业、交通运输和物流等许多领域。LoRa Edge 地理定位平台不仅可以支持解决方案供应商充分利用 LoRa? 特有的定位功能,同时兼容 LoRaWAN? 标准,从而满足包括中国、美国和欧洲在内的全球无线通信监管要求。

与两年前相比,已经有了更进一步的突破,如今有解决方案、也有已落地的应用案例支撑。

就在近日,Semtech与腾讯云宣布,双方达成最终协议,LoRa Cloud? 地理定位服务现可通过腾讯云物联网开发平台为客户提供服务。

LoRa Cloud 作为LoRa Edge? 地理定位平台的一部分,现已正式集成至腾讯云物联网开发平台,支持中国的用户快速地将基于 LoRa Edge的物联网设备连接到云端,并结合腾讯地图高可信、高覆盖的 Wi-Fi 定位能力,为中国的企业及开发者提供灵活、低功耗、高性价比的地理定位服务方案。

 

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如今LoRa在定位领域也不断发力,国外更是涌现了不少应用案例,比如航运轮船、沙漠、大草原、森林防火等场景中已经有了落地应用。

定位以外,LR-FHSS值得期待

2021年,LoRa 联盟发布协议支持LR-FHSS功能,LR-FHSS与当前的LoRa技术存在一定的差异,它们在物理层是基于不同的技术。两者在灵敏度上表现相当,但也有差异的地方,如:

接入容量方面,远大于目前的LoRaWAN协议的容量,达到10倍以上;

传输距离方面,传输距离更远,比如可传到卫星上,且在一些卫星上也都搭建了LoRa技术,值得一提的是马斯克收购的卫星公司就发送了几颗LoRa卫星。据悉,Semtech即将发布LR-FHSS 卫星通讯项目客户包括:EchoStar, SpaceX (Swarm), Fleet space, Hiber, Inmarsat, CLS-Kinei等。

基于灵敏度、容量以及传输距离这三点,LR-FHSS未来在电力采集、密集区域的物联网数据采集以及卫星数据采集上都有更多的创新空间。

我们也相信,在LoRa产业链上下游企业的共同努力下,LoRa无论是从通信层面还是定位层面都将得到快速的发展。

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