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走近LoRa之三：NB-IoT信号还没覆盖到您家，先用LoRa试试？ NB-IoT用户调试准备工作 目前启动NB-IoT调试工作需要完成以下步骤：①合作协议：提交项目方案和产品场景给华为，华为提供NB-IoT通信平台对接资料；②模块准备：购买NB-IoT模块，并在通信平台正确编写解析层代码；③覆盖确认：确认当地运营商NB-IoT基站是否已经覆盖，没有信号覆盖的区域可以向电信申请开通，也可以借助Softradio软件工具做虚拟模块调试；④SIM物联网卡：购买专用物联网卡，另外电信NB-IoT物联网卡使用之前，需要将服务器的IP地址添加到电信白名单上。 相信大家对NB-IoT的调试准备工作有了一定认识，这套工作对于GPRS+SIM上电即用来说稍显复杂。对于近期需要评估LPWA技术，以及急需对LPWAN部署可行性评估的用户来说，NB-IoT的网络覆盖率目前跟不上业务推进的速度。
LoRa用户调试准备工作 LoRa调试准备工作依照以下步骤开展：①硬件准备：购买内置LoRaWAN协议栈的CN470频段的LoRa（SX1278）模块，以及标准CN470频段的LoRa网关（SX1301基带）；②网关初始化：填写网络参数，以确认接入互联网的方式，并指向LoRa Server（厂家提供评估演示）；③平台初始化：登录LoRa ServerAdmin页面，添加LoRa网关，以及LoRa模块身份（devEUI、AppEUI、AppKey），即可开始进行LoRa通信。 LoRa相对NB-IoT来说，用户自主性比较强，LoRa网络管理权限完全交给用户端，基本上是一站式到位。对于刚刚接触IoT和LPWA技术的用户来说，比较容易立即独立开展调试工作，因此LoRa从自主管理这个角度看，用户体验比较好。
LoRa与LoRaWAN的概念 LoRa™ (LongRange，远距离)是一种扩频无线电调制解调技术，利用Chirp进行扩频的全新的调制方式，具有前向纠错FEC，显著地提高了接收灵敏度，属于物理层技术。 LoRaWAN是一种通信技术标准，是LoRa Alliance联盟为LoRa远距离通信网络设计的一套组网通信协议和网络架构。
LoRaWAN网络通信架构概念 LoRaWAN网络通信架构必然存在三个角色：①LoRa终端节点；②LoRa网关；③LoRa核心网服务器。 网络通信策略（数据包去重，入网鉴权，终端节点管理，用户业务数据对接等）全部都在LoRa核心网服务器内实现，LoRa网关主要是完成带时序控制能力的数据转发。因此只要LoRa终端节点确定工作模式（Class A/B/C）后，LoRa核心网服务器即可借助LoRa网关进行集群覆盖服务。
LoRa终端节点类型概念 ● Class A 超低功耗双向通信 A类终端每次发送数据后会打开两个持续时间很短的Rx接收窗口，以接收下行数据，终端通过这种方式实现双向通信。A类通信方式功耗是最低的，终端节点可以根据实际需求发送数据，并且服务器回复的数据在终端节点下次发送数据时候才可以下发。 策略：先发送，下次发送才获得上次的请求的下行数据。数据包收发比=1:1
● Class B 具有接收时隙的双向通信 B类终端设备允许更多的Rx接收窗口，在A类Rx接收窗口基础上B类终端还会在特定的时刻打开更多的Rx接收窗口。为了保证终端设备能够在特定的时间打开窗口，他会从LoRa网关接收Beacon信标来完成时间同步。B类通信方式在低功基础上，获得更多的下行数据机会。 策略：先发送，每次发送后按照一定时间间隔启动Rx接收窗口，以接收多条数据。时间间隔从网关获取，以确保服务器知道终端设备Rx接收窗口的时刻。数据包收发比=1:N
● Class C 最大接收时隙的双向通信 C类终端设备默认一直打开Rx接收窗口，除了发送数据的时候处于关闭状态（LoRa是半双工通信）。C类终端功耗比A、B类终端都要明显大，但是其实时性也是最好的，通信延迟也是最低的。 策略：半双工通信，几乎不间断接收消息。
LoRa网关添加进入核心网服务器 一般来说，用户只需将LoRa网关的ID（EUI64位地址）添加到LoRa核心网服务器中，并且将LoRa核心网服务器的域名（或固定IP地址）和端口号填入LoRa网关中即可。
需要特别注意的是LoRa网关承载的数据是经过加密的密文，因此可以理解为LoRa网关是一个数据转发器。
LoRa终端添加进入核心网服务器 用户LoRa核心网服务器中添加一个应用，在应用中初始化一个LoRa终端节点，需要以下信息：devEUI（即设备身份ID），AppEUI（应用身份ID），以及Appkey（密钥）。
LoRa终端向服务发送数据 用户将以上devEUI、AppEUI、以及Appkey通过AT指令初始化到LoRa模块中，调用at+join指令即可看到模块入网，入网成功后返回：ok,-74,4.2（入网成功，信号强度RSSI，SNR）。那么我们就可以通过AT指令发送数据了，例如：at+mactx=uncnf,8,hello world。
参考资料 1、LoRa模块（LoRa Mote/终端） ▲工作频率410MHz-518MHz，中国ISM免执照频段 ▲半双工通信，LoRa Modem×1，1物理Tx，1物理Rx ▲典型输出功率+17dBm，软件可调至+20dBm ▲整体链路预算高达159dB@BW=62.5KHz ▲LoRaWAN 1.01协议栈，CN470规范，支持ADR （无线通信速率250~5.47kbps@BW=125kHz） ▲LoRaPMAC点对多点组网协议，单播/组播/广播/跳频 （无线通信速率 250~37.5kbps@BW=125/250/500kHz） ▲支持休眠双向通信功能，超低功耗下可远程实时唤醒 ▲1路UART数据传输，AT命令行配置接口 ▲强大的无线诊断能力，双向RSSI、SNR指示 ▲支持OTA空中升级，UART本地升级 ▲工作电压，2.5-3.6Vdc ▲工作电流，休眠1.4uA，接收21.5mA，发射130mA ▲产品尺寸16×32×3.2mm
2、LoRa网关（LoRa Gateway） ▲工作频率410MHz-518MHz，中国ISM免执照频段 ▲半双工通信，LoRa Modem×8，1物理Tx，8物理Rx ▲发射功率+17dBm（+25dBmMax，默认2dBi玻璃钢天线) ▲MultiSF技术，并发48逻辑并发通道（SF×6，8物理Rx） ▲LoRaWAN 1.01协议栈，符合CN470规范，支持ADR （无线通信速率 250~5.47kbps@BW=125kHz） ▲工业级PoE/NET×1(10/100Mbps)，工业级全网通4G ▲Web控制台操作界面友好，内置诊断统计页面 ▲Wi-Fi AP模式/RS-232控制台，现场调试轻松自如 ▲蜂鸣器故障提示，组合式故障LED指示 ▲内置Mini UPS确保网关可靠运行，容灾能力提高 ▲RF布局合理，跳线走线流畅，信号衰减小 ▲工业级户外设计，LoRa基带特殊散热处理 ▲支持光伏供电9-36Vdc，兼容12V和24V电池组 ▲智能网关能耗仪表，与光伏系统完美搭配 ▲工作电压，PoE远程以太网供电，48Vdc ▲工作功耗，典型2.8W，最大5WMax ▲5KA级别天馈防雷，3KA级别内置电源防雷 ▲IP65铸铝防水外壳，电脑灰，210mm×240mm×70mm 长宽高 3、LoRa核心网服务器（LoRa Server） ▲Intel Xeon 处理器/8GBDDR3/2T硬盘 ▲ETH 1Gbps×4，USB 2.0×2，HDMI/VGA×2 ▲LoRa容量：50×Gateway，10000×Nodes（Max） ▲Web控制台，操作界面友好，设置简单 ▲多用户管理，多项目管理，LoRa应用管理 ▲LoRaWAN无线通信网关GIS管理，基本信息管理 ▲LoRaWAN节点注册（增改查删），在线Web调试，收发统计 ▲交流88~264Vac 50/60Hz 双电源架构 ▲标准4U机架
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