物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 可能比我們一生中的任何其他技術(shù)發(fā)展都代表著更多的創(chuàng)新和變化。通過為世界配備低成本傳感器，消費者、企業(yè)、城市和整個國家都有機會通過提供真實數(shù)據(jù)來改變結(jié)果、市場和經(jīng)濟，從而改變創(chuàng)造價值的方式。

隨著技術(shù)進步和如此重要的市場機遇，物聯(lián)網(wǎng)帶來的主要挑戰(zhàn)之一是如何最好地收集、傳輸、過濾和使用將生成的大量原始數(shù)據(jù)，并將其應(yīng)用于不同的需求商業(yè)、工業(yè)和民用物聯(lián)網(wǎng)項目。面對這一關(guān)鍵的基礎(chǔ)性任務(wù)，決策者應(yīng)該首先問自己一個基本問題：收集和傳輸比我需要的更詳細的數(shù)據(jù)是否值得花錢？

如果答案是否定的，那么您應(yīng)該考慮為您的物聯(lián)網(wǎng)計劃使用低功耗廣域網(wǎng) （LPWAN）。

連接物聯(lián)網(wǎng)

LPWAN 的出現(xiàn)從根本上改變了物聯(lián)網(wǎng)的格局。LPWAN 專為需要每小時發(fā)送和接收少量數(shù)據(jù)的傳感器和應(yīng)用程序設(shè)計幾次，或者可能每天只發(fā)送一次。通過僅收集和傳輸優(yōu)化特定應(yīng)用程序或操作所需的數(shù)據(jù)，LPWAN 提供了其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無法實現(xiàn)的價值，包括：

大幅降低資本和運營成本

部署使用壽命超過 10 年的傳感器解決方案的能力

使用少量網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)長距離無線覆蓋

加快終端解決方案部署的上市時間

基于 LPWA 的解決方案的市場機會正在迅速涌現(xiàn)并且非常重要。由于 LPWA 技術(shù)的獨特特性，預(yù)計到 2021 年底將有 500 億臺設(shè)備連接到物聯(lián)網(wǎng)，預(yù)計其中 60% 以上的設(shè)備將與 LPWAN 連接。

LPWA 通信：標(biāo)準(zhǔn)、差異化和部署模型

高成本、高功能蜂窩和低成本、本地化 Wi-Fi 和藍牙連接所留下的差距將由公共 LPWAN 主導(dǎo)，毫不奇怪，LoRaWAN 憑借其領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng) LPWA 通信技術(shù)脫穎而出。開放的生態(tài)系統(tǒng)和技術(shù)優(yōu)勢。

LoRa 網(wǎng)絡(luò)是使用開放標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的，它提供了廣泛的供應(yīng)商社區(qū)來支持應(yīng)用程序——這是推動采用任何成功的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重要方面。這種開放的生態(tài)系統(tǒng)有助于克服市場對新技術(shù)的自然抵制，而技術(shù)優(yōu)勢使 LoRaWAN 能夠解決比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和競爭 LPWA 解決方案更多的用例（圖 1）。

例如，蜂窩網(wǎng)絡(luò)是為滿足智能手機用戶的需求而構(gòu)建的，可提供更快的連接以支持更多數(shù)據(jù)。雖然搭載現(xiàn)有蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施的想法可能看起來很有吸引力，但對于大多數(shù)工業(yè)和商業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來說，跟上蜂窩技術(shù)發(fā)展的代價是沒有意義的。Wi-Fi、ZigBee 和藍牙等無線技術(shù)也可用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，但這些傳統(tǒng)技術(shù)的特點是短距離、低功耗通信能力，因此將它們的使用限制在有限的覆蓋范圍內(nèi)。與專有 LPWA 網(wǎng)絡(luò)相比，支持 LoRaWAN 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)可促進無與倫比的業(yè)務(wù)連續(xù)性并提供極大的靈活性。

除了 LoRaWAN 作為開放標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢之外，該架構(gòu)還提供了關(guān)鍵的安全性、可靠性和可擴展性優(yōu)勢。LoRaWAN 協(xié)議在設(shè)計時將端到端安全性作為架構(gòu)的基本元素。終端節(jié)點和應(yīng)用服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)通信使用 AES-128 加密進行保護。這種終端節(jié)點“類似 VPN”的服務(wù)可確保敏感應(yīng)用數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)完整性和安全性。

以極具成本效益的方式部署冗余網(wǎng)關(guān)的能力支持網(wǎng)絡(luò)可靠性，從而在發(fā)生局部中斷時最大限度地減少通信中斷。此外，終端節(jié)點能夠比要求更頻繁地發(fā)送讀數(shù)，并且可以重新發(fā)送消息以增加接收結(jié)果。也可以發(fā)送需要確認的消息，以確保實現(xiàn)所需的結(jié)果。

可擴展性是任何商業(yè)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) （IIoT） 解決方案部署的關(guān)鍵。通過 LoRaWAN 網(wǎng)關(guān)提供的覆蓋范圍可以很容易地針對所需的應(yīng)用進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。市售的宏蜂窩網(wǎng)關(guān)為每個網(wǎng)關(guān)的數(shù)萬臺設(shè)備提供 10-20 英里的無線覆蓋和連接，而微蜂窩網(wǎng)關(guān)為每個網(wǎng)關(guān)提供 1-2 英里的覆蓋范圍和數(shù)百臺設(shè)備。通過靈活且可擴展的部署選項，LoRaWAN 提供了跨農(nóng)業(yè)、供應(yīng)鏈、資產(chǎn)跟蹤、智慧城市和其他要求苛刻的市場和用例的各種監(jiān)控應(yīng)用程序所需的覆蓋范圍和可擴展性。較小的 Pico Cell 網(wǎng)關(guān)旨在支持住宅或商業(yè)應(yīng)用，并為每個網(wǎng)關(guān)提供數(shù)十個設(shè)備的覆蓋范圍。

應(yīng)用程序和用例

LPWAN 在連接一系列需要低功耗、低成本和長電池壽命等特性的設(shè)備方面發(fā)揮著重要作用。如上所述，這些網(wǎng)絡(luò)非常適合各種行業(yè)，例如農(nóng)業(yè)、公用事業(yè)、石油和天然氣以及智能建筑/智能城市，并涵蓋蜂窩和短距離無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一系列應(yīng)用和部署場景不適合。

LPWAN 解決方案的另一個有趣方面是能夠以經(jīng)濟高效的方式支持組件和系統(tǒng)的高效運行，從而帶來對資源節(jié)約、減少浪費、安全和安保產(chǎn)生巨大影響的機會。例如，廢物管理在許多國家對生態(tài)可持續(xù)性的重要性日益增加。LPWAN 解決方案可以幫助簡化收集過程（即僅在裝滿時收集箱）、路線優(yōu)化和資源規(guī)劃。LPWAN 智能計量和資源管理解決方案代表了理解上游和下游運營各個層面的能源消耗和節(jié)約的范式轉(zhuǎn)變。此外，支持建筑物所有組件和系統(tǒng)的高效運行，例如照明、安全和安保、應(yīng)急系統(tǒng)、HVAC、

伙伴關(guān)系、聯(lián)盟和協(xié)作戰(zhàn)略是行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者為實現(xiàn) LPWAN 市場增長而采用的方法。2015 年 3 月，LoRa 聯(lián)盟成立為非營利組織，以維護和推進 LoRaWAN 規(guī)范。從那時起，LoRa-Alliance 的創(chuàng)始成員已從 20 名發(fā)展到今天的 400 多名。LoRaWAN 規(guī)范為終端設(shè)備和支持它們的網(wǎng)絡(luò)的操作提供了一個開放、安全的協(xié)議定義。規(guī)范和 LoRa 聯(lián)盟的開放性培育了一個不斷增長的技術(shù)和解決方案提供商生態(tài)系統(tǒng)，為全球物聯(lián)網(wǎng)部署帶來了建設(shè)動力。

審核編輯：郭婷