物联网的长距离广域网络（Long Range Wide Area Network , LoRaWAN）

上一篇blog介绍了物联网的结构框架^[1]，其中的数据传输实现了整个网络的互联，尤其是无线数据传输技术的快速发展使物联网的发展步入快车道。在DesignSpark之前的blog里面作者GordonSin详细介绍了无线个人区域网络（Wireless Personal Area Network，WPAN）技术^[2-5]，包括ZigBee、蓝牙、WiFi等。这些无线局域网络都有一个共同的弱点----传输距离太短。Lora技术以其低功耗长距离传输数据，低成本批量部署，是对个人区域网络和城域网的2G/3G/4G极大补充。

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LoRa技术

LoRa是由升特公司（Semtech）发布的一种专用于无线电调制解调的技术。主要有以下特点：

LoRa技术采用基于线性Chirp扩频调制，融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码技术，可解调低于20 dB的噪声，确保了高灵敏度、可靠的网络连接，同时提高了网络效率并消除了干扰，延续了移频键控调制的低功耗特性，大大增加了通信范围。通信距离远大15Km，在这个距离下的接收电流仅为10mA，睡眠电流<200mA。因此，LoRa技术可以为电池供电的无线设备提供区域、国家或全球的网络的实现提供可能性。

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LoRaWAN

LoRaWAN是由LoRa联盟推出的一个低功耗长距离的广域网络。LoRaWAN网络架构是一个典型的星形拓扑结构，在这个网络架构中，LoRa网关是一个透明的中继，连接前端终端设备和后端中央服务器。网关与服务器通过标准IP连接，而终端设备采用单跳与一个或多个网关通信，所有的节点均是双向通信。

LoRaWAN可以方便的实现设备终端的数据互联并输送到网络中，再经过互联网传输到服务器，相应的应用客户端可以从中获取数据。

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LoRaWAN安全性

要建立全国性的物联网覆盖网络，涉及大量的机密的个人和社会公共服务数据，这对LoRaWAN的通信安全有着较高的要求，LoRaWAN采用多层加密方式来解决。

应用层和网络层分别采用唯一的网络和应用密钥（EU164）保证安全，设备则采用特别密钥（EUI128）。 LoRaWAN网络各节点具有多层级安全方案，保证各类应用的不同需求，主要有双向通信终端设备、具有预设接收槽的双向通信终端设备、具有最大接收槽的双向通信终端设备。这些加密方式确保LoRaWAN通信安全。

LoRaWAN的应用前景

LoRaWAN的发展实现了物联网发展的无线传输的短板互补，许多电子产品制造商和电信运营商都在发展自己LoRa的应用平台。目前，韩国的三星电子宣布和SK电讯一起，部署世界上首个基于LoRaWAN技术的“全国性”的物联网网络。以韩国大邱为试点，发展基于可再生能源解决方案的基础设施，面向监控和医疗服务的云平台以及大数据分析，无人驾驶汽车的电动汽车相关的基础设施。例如，城市中的街灯，将使用物联网传感器，搜集天气和交通信息。街灯，将自动调节亮度以节约成本，同时也能发送环境污染信息。进一步打造覆盖全国的物联网网络。LoRaWAN与物联网相结合，具有非常广阔的应用前景。

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