全面认识Lora网络

小蓝 • 2024-12-02 09:40 • 编程

一、什么是Lora网络？

Lora（Long Range）网络是物联网中新兴的一种通信技术，它具有长距离、低功耗、低数据速率等特点。

Lora技术使用对称扩频调制技术（CSS）和扩频技术（FHSS），从而在低成本、长续航和灵活频段选择等方面具有优势。预测Lora的电池续航能力可达5-10年，当然具体情况与实际使用情况有关。

Lora通信技术不需要连接到无线电网络，而是建立私有低功耗广域网络（LPWAN）。

二、Lora网络的工作原理

Lora网络采用半双工通信协议，节点可以是传感器、控制器、测量仪器等等。这些节点使用Lora模块进行通信，可以发射和接收数据。

Lora基站（Gateway）与设备间通信一般分为两个阶段，第一个阶段是设备发送数据，第二个阶段是Lora网关在设备静默后将接收的数据上传到云平台。通信方式为：设备发射数据，所有网关都可以接收到数据，并在接收到数据后将数据上传到云端，云平台上的客户端可以通过获得数据来实时监视设备的状态。

三、Lora网络中的节点

Lora网络中，有三种节点类型：Lora节点、Lora网关和Lora服务端。其中Lora节点是网络中最景象的，一般用于采集数据并上传到Lora网关，Lora网关负责将节点采集到的数据上传到云平台。Lora服务端则扮演着数据接收、解析与分析的角色。

例如，当某个Lora节点向网关发送数据时，网关会将数据上传到Lora服务端，Lora服务端接收到数据后进行解析与处理，将数据分析后发送到计算机或手机上，供用户查看。

四、Lora网络的优势

相对于其他无线通信技术，Lora网络在以下方面具有明显优势：

长距离，即便在城市远距离通信也十分稳定。
低功耗，普通的AA电池就可运行好几年，是如今物联网解决方案中电池寿命最长的。
低成本，Lora节点价格较低，可免费享受一定程度上的通信。
灵活频段选择，运行在可用的ISM频段上（433MHz、868MHz和915MHz）。

五、Lora网络的简单应用场景

Lora网络应用场景有很多，如远程电表读取、停车场管理、环境监测、基础设施智能化等等。下面以停车场管理为例来简单讲解一下具体应用场景：

在停车场每个车位上安装一个Lora节点，当车辆进入、离开停车场时，节点可以通过Lora网络将车辆信息已经停车位的状态发送给云端。云端管理器可以实时监测到每个车位的使用情况，通过查询云端监测数据，可以及时发现停车场哪些车位正在被使用。此外，通过Lora网络还可以降低停车场管理成本，节省人力资源。

六、Lora网络的实际代码示例

/**
 * Lora节点发送数据
 */
#include <LoRa.h>

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);

  if (!LoRa.begin(433E6)) {  //启动LoRa
    Serial.println("Starting LoRa failed!");
    while (1);
  }
}

void loop() {
  String msg = "Hello, this is Lora";  //发送的消息
  LoRa.beginPacket();  //开始发送
  LoRa.print(msg);  
  LoRa.endPacket();

  delay(5000);  //时间间隔
}

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