lora以其「長距離，低功耗」的優勢，成為物聯網通訊技術的後起之秀。lorawan以其明顯的優勢：大容量、全球統一的標準、免費頻段、低成本與靈活性，和wifi一樣，成為「私有物聯網」的首要選擇（nb-iot，和gprs一樣，是「公有物聯網」的方案）。現在，國內很多企業和高校，掀起建設lora物聯網的高潮。如何選擇最合適的lora產品，成為物聯網的頂層設計。為此，我們一起**。
需求，是專案的源頭！同理，建設乙個物聯網，首先需要規劃以下需求：
因為長距離的特性，lora物聯網的主流是「星型網路」，這意味著，距離是指：最遠的節點與閘道器之間的通訊距離，如上圖所示。
在「發射功率+通訊速率+天線」相同的條件下，lora的通訊距離嚴重依賴於地形和環境，如：高空氣象氣球通訊達到40km；2個山頭或鐵塔通訊達到15km，較空曠地區通訊達到5km…因為無線通訊環境各異，只能以「空曠視距」為基準；其他環境，以實測為準。
如果通訊距離不夠，怎麼辦？一般有3個方法：
降低通訊速率，可以提高接收靈敏度；
更換高增益天線，調整天線的方向；
增加閘道器，有效地覆蓋訊號盲區。
linklabs公司，公布了乙個計算lora網路距離的方法，如上圖所示，它非常有趣，拖動左邊的一些變數，右邊會自動計算有效通訊距離。
規模是「節點數目」的通俗說法，這是乙個容易統計的變數。
此處的頻寬，更通俗的名稱是「網路吞吐量」的需求，它的單位是「位元每秒」。
如：100個節點，每個節點，每60秒上報37位元組，因為lorawan協議一般需要新增13位元組的「元資料」（幀頭和檢驗），那麼需要的「頻寬」為：
(37 + 13) x 8 bit / 60 s x 100 = 667 bps
如果終端和感測器（或致動器）由電池供電，那麼節能將是乙個重要的指標。
得益於lorawanclass a的「無同步」特性，終端的節能十分優異。
一般地，能耗是由「模式+電流+時長」來計算。
以銳公尺通訊的lorawannode為例，它在不同工作模式，功耗如下：
休眠=1.6ua，偵聽=13ma，發射（17dbm）=88ma。
設一lorawan終端，大約10分鐘傳送一次資料幀，約1000ms；按協議，傳送完畢後，1秒內能喚醒，偵聽時長為160ms，接收時長為1000ms；其他時間都處於sleep休眠。以10分鐘（600秒）為單位，能耗如下：
傳送：1000ms *88ma = 88ma.s
接收：1160ms *13ma = 15.08ma.s
休眠：(600 – 1 -1.16)s* 1.6ua = 0.96ma.s
平均功耗：(88 +15.08 + 0.96)ma.s / 600s = 0.17ma
2節aa電池（南孚或雙鹿）總電能約為2400mah，能工作的時間為：2400mah / 0.17ma = 14118h =1.6年。
成本是乙個比較複雜的話題，它除了有形成本（採購裝置，部署施工等），還有無形成本（開發除錯，技術支援等）。
計算成本乙個簡單的方法是，把乙個lora物聯網所有費用（有形成本+無形成本），除以節點的數目，可以得到「單點建設費用」。
lora物聯網成本有2個基本原則：
量大從優 ：這是市場經濟的基本道理，不解釋。
行業成熟度：行業前期較高，因為成本（研發/製造/營銷/支援等）沒有被「攤薄」。
2.點對點（單細胞動物）
lora點對點系統在現實中有少量的應用場景，如：使用手持機「點名」抄能源表計（電/水/氣/熱表計），遠端控制閥門等。當然，它的侷限性是很明顯的：
1. 沒有避免衝突機制：沒有lbt（listenbefore talk）機制，如果2個或多個節點同時傳送，無線電訊號將受損，導致通訊失敗；
2. 接收節點無法低功耗：接收節點必須隨時等待傳送節點的訊號，無法休眠；
3. 無法自動組網：解決不了避免衝突和低功耗偵聽，組網也就成了空中樓閣。
如果組網的需求，符合以下條件，那麼可以使用lora-tdma系統。
1）節點數目較少；
2）上報和下發通訊具有定時規律；
3）對頻寬的要求很低。
lora-tdma的優點是：低成本實現小規模塊網。
同時，它的缺點也明顯：網路容量有限，延時隨節點數目線性增長。如下圖所示，當n=10時，某節點需要等待(10 x slot)時長，才允許上報；當n=100時，則需要等待(100 x slot)時長，才允許上報。
4.小型lorawan（恐龍時代）
如果節點數目較少，但是對實時性和吞吐量有要求，那麼選擇小型lorawan是乙個合適的方案。
它的優點是：8通道，允許同時 8個節點上報；標準統一，各廠商的裝置可以互連互通。
仔細觀察下圖，會發現：lorawan架構中，總是有lorawan server的存在。它帶來了複雜性，儘管使用雲伺服器，也只能有限地降低複雜性。
小型lorawan：server本地化
小型lorawan：server雲
當需要提高「實時性」或「網路容量」時，增加lorawan閘道器，是乙個不錯的選擇。
如下圖所示，在乙個lorawan網路中，增加乙個或多個閘道器，這不會帶來任何衝突。因為，它只有乙個「大腦」—lorawan server，它會執行如下「聰明」的邏輯：
上報去冗餘：如果乙個資料報，被多個閘道器接收，server會根據id和fcnt識別這個「重複」資料報，只接收其中乙個副本。
下發選閘道器：server總是挑選合適的閘道器（往往是「訊號強度最佳「），讓它發射下行資料幀。
中型lorawan：server本地化
中型lorawan：server雲
lorawan的初衷--為地區和國家乃至全球提供「電信級」的物聯網，這是乙個雄心勃勃的計畫。
如下圖所示，借助3g/4g技術，將眾多的lorawan閘道器接入server；customerserver提供海量儲存和智慧型計算；為授權終端（pc，智慧型手機，平板等）提供便捷的資料訪問和互動。
目前，lora與nb-iot（中國）、emtc（美國）、sigfox（法國）等電信級方案存在強烈競爭；同時，它為「大規模物聯網」建設提供了有價值的方案。
大型lorawan：server本地化
大型lorawan：server雲
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