2021-11-23
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物联网 (IoT) 提供了将全球数十亿台设备与直接链接到企业系统的基础设施连接起来的潜力。连接传感器以监控物联网中的各种设备，在提供有关智能建筑，智能城市，跟踪，监控和公用事业的数据方面具有巨大的优势。有了这些数据，机器学习可以为各种系统的运行提供关键见解，优化其性能，甚至预测何时需要维护。
根据市场研究公司Statista的数据，到2025年，预计将有超过750亿台物联网设备上线。但是，其中许多位于缺乏传统连接网络的农村或偏远地区。
连接这些设备的关键技术之一是低功耗广域网(LPWAN)。这些网络在亚GHz工业、科学和医疗(ISM)频段运行，欧洲为868MHz，北美为915MHz。这些频率允许长距离连接(通常为几公里)，以将智能传感器节点连接到网关。该网关可以将数据反馈到互联网和企业系统中，以便在世界其他地方进行详细分析。
使用此协议可实现长达 10 年的电池寿命，无需昂贵的更换成本并降低 OPEX 成本，从而可以大规模部署智能传感器网络。收发器芯片的低功耗意味着智能传感器还可以通过太阳能电池板从环境中收集的能量，甚至来自周围的RF无线电波。
在物理层的协议之上是LoRaWAN网络架构。这是一种星形拓扑，网关在终端设备和中央网络服务器之间中继消息。
无线通信利用LoRa物理层的远距离特性，允许在终端设备和一个或多个网关之间建立单跳链路。所有模式都能够进行双向通信，并且支持多播寻址组，以便在固件无线 (FOTA) 升级等任务期间有效利用频谱。
这导致LoRaWAN成为LoRa在1GHz以下的未经许可频段中使用最广泛的LPWAN技术，为物联网中不断扩展的应用提供具有数公里范围的电池供电传感器节点。
这种低功耗、长距离连接的一个关键领域是智慧城市。在城市基础设施中需要的任何地方放置用于空气质量，交通密度和交通的无线智能传感器的能力可以为城市活动提供关键见解。该协议的强大、低功耗特性使地方当局能够在正确的位置运行具有成本效益的网络，传感器位于正确的位置，无论是由本地电力线，电池还是太阳能电池板供电。
这扩展到智能零售，在商店中使用传感器来监控职业并保护人们的安全以进行COVID-19保护，甚至扩展到产品，从而允许从工厂到客户跟踪高价值商品。通过遍布整个智能城市的网络，这种跟踪可以延伸到网络所达到的范围内。
例如，对于石油和天然气行业，数据可以分析石油钻井平台，管道或电力塔架上的设备在最恶劣的环境中的性能。这既可以提供传感器数据监控管道，也可以用于预测性维护，使用机器学习来识别数据中的模式，这些模式表明机器将来会发生故障。这允许在定期维护期间维修或更换设备，而不是在随机时间发生故障。
LoRaWAN由LoRa联盟作为开放标准进行管理，该联盟包括171个国家的156家LoRaWAN网络运营商，以及LoRa芯片，收发器和传感器板和网关的供应商。这种由网络运营商和技术供应商组成的开放生态系统可实现广泛的应用，通常有数千个传感器节点分布在一个区域周围，它们之间可能有数公里。
