目前,物聯網(IoT)的幾大標準,如NB-IoT、LoRa、SigFox等,正在用各自擅長的技術和應用搶奪IoT風口,以爭取在這片廣闊的市場上占得先機。
NB-IoT是電信標準延伸出來的,主要由電信運營商支持,而LoRa的標準是一個商業運用平臺,兩者主要差異在于商業運營的模式:NB-IoT基本是由電信運營商來運營,所以使用者必須用它的網關和服務,而LoRa有各種不同的組合方式,商業的模式是完全不同的。
而在技術層面,NB-IoT和LoRa的差異不是特別大,各有優缺點。在某些領域,國內有一些用戶在并行使用這兩種技術和網絡。NB-IoT比較受限于基站,而LoRa要加入一個網關比較容易,相對來說價格低很多。用戶可以根據需要,增加不同的網關覆蓋。LoRa的覆蓋程度可能比NB-IoT更廣一點。
LoRaWAN的特色
低功耗廣域網(LPWAN)預計將會支持物聯網的數十億設備。而LoRaWAN是LoRa聯盟制定的一個開放標準,它定義了基于LoRa芯片的LPWAN技術的通信協議。LoRa聯盟成立有兩年多時間了,且LoRaWAN在市場上部署已有一段時間,它有以下幾個特點:
1、長壽命,LoRaWAN的電池性能非常強,整個系統可以在非常省電的情況下工作。它有三個能效模式,可以根據耗電的情況,選擇不同的工作狀態。例如在水表上的應用,可以有10年的壽命,這10年里不需要更換電池。
2、長距離,LoRaWAN可以實現幾十公里的數據傳輸,且整個系統架構非常簡單,成本非常低。
3、安全。LoRaWAN制定了一個資料保密的安全協議,分兩個層級,一是在網關上面,二個是在傳輸數據上面的加密,需要兩個key,可以過網關把數據傳輸出去。在接收端還有一個解碼的Key。
4、可擴展容量,當裝機容量比較大時,就需要可擴展能力支持,LoRaWAN網絡協議允許隨意增加網關。
5、定位,LoRaWAN可以提供定位,而且無需GPS支持。
6、開放認證,這可以讓互通性更容易實現。
在網絡構建上,LoRaWAN可以支持私人網絡,也可以支持公共網絡,完全由使用者或運營商來決定提供怎樣的服務,它也支持不同的運營模式,這由客戶和市場來決定。
LoRa聯盟提供認證服務,當會員的產品做完之后,如果需要認證,該聯盟協會的相關合作廠商可以提供LoRaWAN的認證。
據來自LoRa聯盟大使的kenny pai介紹,目前,該聯盟已經有超過500個會員,其中網絡運營商有83個,全球大概已經超過了100個國家布置了LoRa網絡,包括電信運營商、網絡運營商、私人獨立機構自己使用的網絡。這些網絡遍及美國、加拿大、巴西、中國、俄羅斯、印度、馬來西亞、新加坡等國家和地區。
在中國,阿里巴巴是LoRa的積極推動者,其在浙江杭州、寧波都有相應網絡的構建。kenny pai表示,就中國來講,在我們會員反饋的信息里面,可以看到眾多垂直市場,如智慧城市、智慧家居、智慧農業和智能消防等,都用到了LoRaWAN技術,很多垂直解決方案已經量產且面市了。
產品方面,各種設備一應俱全,如基站,有很多家公司在做,包括網站的服務器,以LoRaWAN為主,提供整個網絡的覆蓋。
漫游方面,由于不同的國家和地區使用的頻段不太一樣,所以,LoRaWAN標準已經制定好了一個漫游標準,只要符合這個標準,就可以跨區域、跨不同的運營商進行通信。
由于這個標準已經制定出來了,而且大部分會員已經通過,對于不同的運營商而言,如何開放LoRa Device到彼此的網域下,以及產生的費用等,是目前要面對的問題,需要運營商之間協調、溝通,以實現統一。
kenny pai表示,漫游是LoRaWAN的一個很強的特性,這在中國不明顯,因為中國比較廣大,整個國家是一個標準,一般不存在漫游問題。而歐洲則不同,會面臨這個挑戰,因為你只要離開一個國家,就要換一個運營商,他們需要跨不同國家做網絡的覆蓋。
阿里云的LoRa生態建設
阿里巴巴云也是LoRa聯盟的成員,今年3月份,阿里云IoT在深圳宣布,阿里云將全部進入物聯網。據來自阿里云IoT的王云詞介紹,他們在我們在阿里云搭建了一個物聯網云平臺,包括整個平臺環境,以及一站式開發IDE的環境工具,還包括ICA的物聯網運營標準,這是在云側。
在端側,有AliOS Things,這是嵌入式實時操作系統,對比市面上的操作系統,它集成了很多插件,以支持物聯網的開發者更好的在端側連到阿里云。邊緣計算可以很好解決把云計算的能力向下延伸到靠近設備的邊側,實現云、管、邊、端的協同計算。
阿里云的強項是云計算和整個基礎設施平臺,它并不擅長在單點的應用上去做很多垂直應用開發。所以,阿里云開發了一個阿里云Link WAN物聯網核心網的管理平臺,主要支持LoRa協議。
據王云詞介紹,Link WAN是基于LoRa網絡,以及整個Link物聯網平臺,它他和阿里我們云的物聯網平臺緊密相連,也就是說,使用LoRaWAN作為連接的物聯網垂直應用,也可以使用阿里的Link WAN 核心網平臺管理所有的基站和節點設備。它也可以使用Link物聯網平臺的功能,還可以選擇其他平臺。
從功能來看,Link WAN平臺包括網關的管理,網絡節點結點的管理,網絡維護和計費功能,形成了一個閉環的LoRaWAN核心網。據悉,這里面沉淀了阿里巴巴多年來的核心技術,包括海量連接技術。
除了Link WAN平臺,阿里云IoT還提供了非常豐富的LoRa產品,包括LoRa節點設備,LoRa網關到平臺。在LoRa的節點方面,阿里云有兩種方式,一是通過阿里云IoT安全的產品ID2,可以把標準的LoRa聯盟的安全密鑰下發下去,同時支持集成安全能力的芯片,網關可以把安全的SDK放進去,可以實現非常安全的鏈路。
王云詞表示,我們支持多樣化的場景,有三種方式:支持V2C,支持數據直接上云,還直接通過我們的Link物聯網云平臺上傳數據。
據悉,阿里巴巴今年會在浙江杭州和寧波搭建城域網,已經具備商業的條件,同時在探討和各種各樣的合作伙伴拓展LoRa網絡的可行性,有些項目正在快速的推進當中。
LoRa對園區的管理
在阿里巴巴自己的園區,應用了LoRaWAN的技術做園區管理。據王云詞介紹,2017年,他們我們在無錫鴻山打造了中國第一個物聯網小鎮,在無錫鴻山城市管理當中大量應用了LoRa的傳輸技術、物聯網通訊協議來做城市的管理。“我們在鴻山部署了大量的傳感器,通過LoRa協議,把數據采集到我們的平臺上,做統一的管理。”王云詞表示。
王云詞舉了一個例子,是關于菜鳥物流園區是如何應用LoRa技術的。據悉,菜鳥園區總建筑面積大概20萬平方米,這個園區用了4個LoRa的微型網關,4個基站,就覆蓋了整個20萬平方米的園區。在這方面,我們有一些具體的應用的場景。
一個場景是智能水表,在水表上面裝了相應的LoRa模組,可以遠程抄取用水量,在我們整個Link物聯網云平臺上,使用了智能算法,可以計算出這些水的用量情況,以及一些特殊的異常情況。單表的用水量激增的時候,就懷疑這個地方可能是漏水了,或者一二級表的誤差數據激增,發現異常變化的時候,可以通過算法查找用水的情況。
有一個比較有意思的應用,就是極具物流園區特色的智能井蓋。可以通過傳感器,結合LoRa技術,檢測井蓋的傾斜度和井內的水位情況。
還有一個特色是,貨物堆高堆到一定程度很危險,需要監測有沒有超高,園區里有雷達對周圍做水平掃描,一旦貨物的高度到了警戒線,會觸發報警,通過LoRa網絡把數據傳輸到平臺上面,就可以監測貨物的安全程度了。
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原文標題:【今日頭條】論LoRa在物聯網協議大戰的競爭優勢
文章出處:【微信號:ChinaAET,微信公眾號:電子技術應用ChinaAET】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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