全面認識Lora網絡

一、什麼是Lora網絡？

Lora（Long Range）網絡是物聯網中新興的一種通信技術，它具有長距離、低功耗、低數據速率等特點。

Lora技術使用對稱擴頻調製技術（CSS）和擴頻技術（FHSS），從而在低成本、長續航和靈活頻段選擇等方面具有優勢。預測Lora的電池續航能力可達5-10年，當然具體情況與實際使用情況有關。

Lora通信技術不需要連接到無線電網絡，而是建立私有低功耗廣域網絡（LPWAN）。

二、Lora網絡的工作原理

Lora網絡採用半雙工通信協議，節點可以是傳感器、控制器、測量儀器等等。這些節點使用Lora模塊進行通信，可以發射和接收數據。

Lora基站（Gateway）與設備間通信一般分為兩個階段，第一個階段是設備發送數據，第二個階段是Lora網關在設備靜默後將接收的數據上傳到雲平台。通信方式為：設備發射數據，所有網關都可以接收到數據，並在接收到數據後將數據上傳到雲端，雲平台上的客戶端可以通過獲得數據來實時監視設備的狀態。

三、Lora網絡中的節點

Lora網絡中，有三種節點類型：Lora節點、Lora網關和Lora服務端。其中Lora節點是網絡中最景象的，一般用於採集數據並上傳到Lora網關，Lora網關負責將節點採集到的數據上傳到雲平台。Lora服務端則扮演着數據接收、解析與分析的角色。

例如，當某個Lora節點向網關發送數據時，網關會將數據上傳到Lora服務端，Lora服務端接收到數據後進行解析與處理，將數據分析後發送到計算機或手機上，供用戶查看。

四、Lora網絡的優勢

相對於其他無線通信技術，Lora網絡在以下方面具有明顯優勢：

1. 長距離，即便在城市遠距離通信也十分穩定。
2. 低功耗，普通的AA電池就可運行好幾年，是如今物聯網解決方案中電池壽命最長的。
3. 低成本，Lora節點價格較低，可免費享受一定程度上的通信。
4. 靈活頻段選擇，運行在可用的ISM頻段上（433MHz、868MHz和915MHz）。

五、Lora網絡的簡單應用場景

Lora網絡應用場景有很多，如遠程電錶讀取、停車場管理、環境監測、基礎設施智能化等等。下面以停車場管理為例來簡單講解一下具體應用場景：

在停車場每個車位上安裝一個Lora節點，當車輛進入、離開停車場時，節點可以通過Lora網絡將車輛信息已經停車位的狀態發送給雲端。雲端管理器可以實時監測到每個車位的使用情況，通過查詢雲端監測數據，可以及時發現停車場哪些車位正在被使用。此外，通過Lora網絡還可以降低停車場管理成本，節省人力資源。

六、Lora網絡的實際代碼示例

/**
 * Lora節點發送數據
 */
#include <LoRa.h>

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

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

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

  delay(5000);  //時間間隔
}