為什么ZigBee和wifi那么好用，他還是選擇了lora呢？

　　就在ZigBee和ZWave兩家網(wǎng)絡技術明爭暗斗的·時候，一種新型的可遠距離傳輸數(shù)據(jù)并且有著超低能耗的網(wǎng)絡技術悄悄地發(fā)展起來，這種技術叫LoRa，是由升特公司(Semech)發(fā)布的一種專用于無線電調(diào)制解調(diào)的技術，它與其他如FSK(頻移鍵控)、GMSK(高斯最小頻移鍵控)、BPSK(二進制相移鍵控)及其派生的調(diào)制方案形成競爭關系。今天，小編僅從技術角度對LoRa這一物聯(lián)網(wǎng)領域新的通訊技術進行深度剖析。

　　LoRa

　　LoRa融合了數(shù)字擴頻、數(shù)字信號處理和前向糾錯編碼技術，擁有前所未有的性能。此前，只有那些高等級的工業(yè)無線電通信會融合這些技術，而隨著LoRa的引入，嵌入式無線通信領域的局面發(fā)生了徹底的改變。

　　前向糾錯編碼技術是給待傳輸數(shù)據(jù)序列中增加了一些冗余信息，這樣，數(shù)據(jù)傳輸進程中注入的錯誤碼元在接收端就會被及時糾正。這一技術減少了以往創(chuàng)建“自修復”數(shù)據(jù)包來重發(fā)的需求，且在解決由多徑衰落引發(fā)的突發(fā)性誤碼中表現(xiàn)良好。

　　一旦數(shù)據(jù)包分組建立起來且注入前向糾錯編碼以保障可靠性，這些數(shù)據(jù)包將被送到數(shù)字擴頻調(diào)制器中。這一調(diào)制器將分組數(shù)據(jù)包中每一比特饋入一個“展擴器”中，將每一比特時間劃分為眾多碼片。LoRa調(diào)制解調(diào)器經(jīng)配置后，可劃分的范圍為64-4096碼片/比特。AngelBlocks配置調(diào)制解調(diào)器可使用4096碼片/比特中的最高擴頻因子(12)。相對而言，ZigBee僅能劃分的范圍為10-12碼片/比特。

　　通過使用高擴頻因子，LoRa技術可將小容量數(shù)據(jù)通過大范圍的無線電頻譜傳輸出去。實際上，當你通過頻譜分析儀測量時，這些數(shù)據(jù)看上去像噪音，但區(qū)別在于噪音是不相關的，而數(shù)據(jù)具有相關性，基于此，數(shù)據(jù)實際上可以從噪音中被提取出來。其實，擴頻因子越高，越多數(shù)據(jù)可從噪音中提取出來。

　　在一個運轉良好的GFSK接收端，8dB的最小信噪比(SNR)需要可靠地解調(diào)信號，采用配置AngelBlocks的方式，LoRa可解調(diào)一個信號，其信噪比為-20dB，GFSK方式與這一結果差距為28dB，這相當于范圍和距離擴大了很多。在戶外環(huán)境下，6dB的差距就可以實現(xiàn)2倍于原來的傳輸距離。

　　為了有效地對比不同技術之間傳輸范圍的表現(xiàn)，我們使用一個叫做“鏈路預算”的定量指標。鏈路預算包括影響接收端信號強度的每一變量，在其簡化體系中包括發(fā)射功率加上接收端靈敏度。

　　AngelBlocks的發(fā)射功率為100mW(20dBm)，接收端靈敏度為-129dBm，總的鏈路預算為149dB。比較而言，擁有靈敏度-110dBm(這已是其極好的數(shù)據(jù))的GFSK無線技術，需要5W的功率(37dBm)才能達到相同的鏈路預算值。在實踐中，大多GFSK無線技術接收端靈敏度可達到-103dBm，在此狀況下，發(fā)射端發(fā)射頻率必須為46dBm或者大約36W，才能達到與LoRa類似的鏈路預算值。

　　因此，使用LoRa技術我們能夠以低發(fā)射功率獲得更廣的傳輸范圍和距離，這種低功耗廣域技術正是我們所需的。

　　OpenRF協(xié)議

　　目前已有很多“標準化”協(xié)議應用于家庭自動化領域，ZigBee和ZWave是兩種主流的選擇，另外還有6LowPan以及其他協(xié)議。

　　大多數(shù)協(xié)議或多或少依賴無線網(wǎng)格(mesh)組網(wǎng)，有些依賴整體系統(tǒng)來達到合理地傳輸距離，不過這無法使用電池供電。

　　LoRa采用點對點通信方式，實現(xiàn)遠距離傳輸?shù)哪康?，我們無需網(wǎng)格化網(wǎng)絡。實際上，我們需要一個“輕量級”協(xié)議，適用于長期以電池供電的方式。

　　OpenRF是為電池供電的應用而開發(fā)的，例如水表和燃氣表數(shù)據(jù)讀取。OpenRF為媒介接入層(MAC Layer)定義了一個標準化的界面，允許其余各種各樣射頻集成電路裝置(RFICs)協(xié)同工作。OpenRF還提供了一個支持32位設備地址的統(tǒng)一網(wǎng)絡層來保證消息傳遞，還有多重的網(wǎng)絡拓撲結構。理論上來說，OpenRF也可支持無線網(wǎng)格組網(wǎng)，雖然我們目前沒有那種功能性要求。

　　OpenRF提供兩個接口，其中API接口允許在一個微控制器的嵌入式應用中集成OpenRF，我們用這一界面構建了AngelBlocks的應用。另一接口為指令接口，它允許外部主控制器在串行鏈路上使用AT指令集來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包。我們的應用開發(fā)適配器在一個主機上使用指令接口控制AngelBlocks，其中Arduino和Pi適配器使用一個TTL級別的串行端口，PC/MAC適配器使用一個USB/COM端口，同一指令接口均可使用。

　　LoRa的騰空出世驚呆了網(wǎng)絡技術領域的領軍人物ZigBee和ZWave，打得這些大佬們措手不及。超低功耗和遠距離的傳輸使得LoRa剛被人知曉就獲得超高的人氣，在這個物聯(lián)網(wǎng)時代，LoRa這種專用于無線電調(diào)制解調(diào)的技術被運用的領域將會越來越廣泛，將使得物物相連趨向柔性化，未來市場潛力巨大。