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来源: 发布时间:2023年11月08日

LoRaWAN网关单网关能容纳的节点的数量对于有8个信道的网关来说,在没有LBT(发包前***信道)的前提下,具体的计算公式为:信道容量(即节点数量)S=8T/2et0。其中,8**8个信道,T**发送间隔,跟封包长度、速率有关系,1/2e是基本Aloha算法最大吞吐量,e是常数,等于2.718,t0**单包的ToA(TimeonAir)。在10字节负载的前提下,速率与单包的空中飞行时间ToA的对应关系如表1所示。表110字节负载下的速率与单包的ToA对应关系举一个例子,假如使用SX1301芯片,在没有LBT(发包前***信道)的情况下,并且平均每个包空中飞行时间t0=100ms(因此t0=0.1s),平均每个包一分钟发一次(因此T=60s),那么可以容纳多少这样的平均节点呢?S=8*60/(2*2.718*0.1)=883,因此,可以容纳883个节点。而且,采用不同算法,也会导致最大吞吐量的变化,从而引起理论容量的变化。比如,如果前提条件修改成每个节点都带有LBT功能,采用时隙Aloha算法而不是之前的基本Aloha算法来评估,则由于算法不同,导致最大吞吐量不同,此时最大吞吐量是1/e,因此信道容量(即节点数量)S=8T/et0,从而,则理论容量增加一倍,即883*2=1766个节点。LoRa并不适合频繁上报数据场景,理论上一个LoRa网关能够连接几千个节点。江西门磁网关集成商

01固定速率当速率固定时,如果具备N个网关,那么,多网关的容量=单网关的容量*N其中,单网关的容量可按照***部分来计算或估算。02开启ADR当开启ADR的时候,那么,多网关的容量就不是线性的变化了。根据Smetech公布的实际测量结果可知,当采用ADR的时候,多网关的容量>单网关的容量*N.^2。小Tip:而且,除了增加网关容量之外,开启ADR还有助于降低功耗,原因是ADR技术可以根据LoRa信号质量自动调整数据的发送功率。RAK7249/RAK7258系列产品均支持开启ADR功能,配合RAK节点,可以有效降低LoRa终端的发射电流。具体还可以参见《LoRa终端低功耗开发策略》一文。03阶段三:发送数据阶段(1)开启ADR开启ADR可以在同样数量的网关的前提下,尽可能多的扩充已有网关的总体容量。(2)选择同频部署同频部署可以使节点连接**近的网关,比较大化网络的ADR效果。而ADR效果提升,即为节点的速率比较好化。速率提升,**TOA降低,从而**容量增加,功耗降低。因此,采用多网关的时候,建议采用同频部署,可以比异频部署容纳更多的节点。只有在同频部署无法满足容量的需求下,才考虑增加异频网关的加入。江西门磁网关集成商网关通过标准IP连接连接到网络服务器,终端设备使用单播的无线通信报文到一个或多个网关。

LORA的优势1.改善了接收的灵敏度,降低了功耗高达157db的链路预算使其通信距离可达15公里(与环境有关)。其接受电流*10mA,睡眠电流200nA,这使得电池的使用寿命得到延长。2.基于该技术的网关/集中器支持多信道多数据的并行处理,系统容量大如LORAWAN的网络架构图所示,网关是节点与IP网络之间的桥梁(通过2G/3G/4G或者Ethernet)。每个网关每天可以处理500万次各节点之间的通信(假设每次发送10Bytes,网络占用率10%),如果把网关安装在现有移动通信基站的位置,发射功率20dB(100mW),那么在建筑密集的城市环境可以覆盖2公里左右,而在密度较低的郊区,覆盖范围可达10公里。3.基于终端和集中器/网关的系统可以支持测距和定位LORA对距离的测量是基于信号的空中传输时间而非传统的RSSI。而定位则基于多点(网关)对一点(节点)的空间传输时间差的测量。其定位精度可达5m(假设10Km的范围)。这些关键特征使得LORA技术非常适用于要求低功耗、距离远、大量连接以及定位跟踪等的物联网应用,如智能抄表、智能停车、车辆追踪、宠物跟踪、智慧农业、智慧工业、智慧城市、智慧社区等应用和领域。

在楼宇自动化,尤其是智能楼宇中,重点是数据透明度,以便尽可能节能地运营楼宇。LoRaWAN是为满足物联网(IoT)的要求而开发的,具有高无线电范围和出色的建筑物穿透力。这样一来,即使是整个企业大楼和相关的场地也可以由一个网关覆盖。即使是通常难以融入无线网络的地下室,也不会对LoRa无线网络构成问题。

由于物联网传感器和执行器消耗的数据量很小,几乎任何数量的传感器都可以通过单个网关与网络服务器通信。这使得LoRa无线传感器的集成非常有利,因为既不需要大量的网关也不需要中继器。

此外,低功耗数据传输可使LoRa传感器和LoRa执行器使用电池实现节能运行。同时,它们的电池寿命可达15年。这将设施管理中的维护工作降至比较低,并使现有建筑物的改造变得轻而易举,因为随后无需重新布线。

为了集成到现有的楼宇自动化系统中,一些LoRa网关已经具有标准化的GA接口,例如Modbus。这样,从LoRa终端设备收集的数据可以很容易地流回楼宇控制系统。这种通信是双向的,可以实现简单且经济高效的集成。 室内LoRa网关支持全双工通信,数据处理速度快。

LoRa之所以功耗比NB-IoT低,是因为极少发射数据。就像两个人相距100米站着,你对别人喊话的时候要扯着嗓子吼,听的时候只需要静静的听,喊话的肯定比听话的累多了。无线网络传输也一样,发送数据的时候比接收数据的时候功耗大的多。例如LoRa发射的工作电流超过100mA,接收的工作电流*10mA。这里讲的发射和和接收,不只是数据的上行和下行,还包括了“心跳包”内部的上行和下行。NB就像两个人对话:一人说“告诉你一件事情,xxx”,另一人回答“好的,我听到了”。双方都在说话(发射数据)。而LoRa就像两个人约定好时间,一人说“告诉你一件事情,xxx”,另一人只听,但不吭声。NB-IoT和2G4G一样,是设备端主动去询问基站,问“我在线,你有没有需要发给我的数据?”这个过程中就需要设备端发射数据出去。而LoRa不需要这一步,LoRa会和基站约定一个时间窗口,时间一到,基站只管说,终端只管听。这就是LoRa功耗低的**原因。双方都约定“10分钟后”开始沟通,双方各自的手表准不准,就很关键了。于是LoRa终端和基站需要定期“对时间”,(通过beacon)。基站“讲话”了,终端有没有“听到”?如果基站需要知道终端有没有收到下行信息,就需要终端上行一个反馈信息。按照设计标准不同,网关可分为完全符合LoRaWAN协议网关和不完全符合LoRaWAN协议网关。江西门磁网关集成商

当然,要连接不同厂家的LoRa设备,甚至国际化,那就需要遵循LoRaWAN协议。江西门磁网关集成商

物联网网关的主要功能包括:1.协议转换:由于物联网设备使用的协议种类繁多,物联网网关可以实现不同协议之间的转换,使得不同的设备可以进行通信。2.数据采集和处理:物联网网关可以对来自各种设备的数据进行采集和处理,包括数据的过滤、分析、存储等。3.设备管理:物联网网关可以对连接的设备进行管理和控制,例如设备的配置、监控、故障排查等。4.安全防护:物联网网关可以提供安全防护功能,防止数据被非法访问或篡改。5.远程访问:物联网网关可以实现远程访问和控制,使得用户可以在任何地方通过互联网对设备进行操作和管理。江西门磁网关集成商

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