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LoRa智能組網芯片-組網協議與應用場景

20211109-

LoRa智能組網芯片可以支持多種協議類型,方便用戶在各類應用場景下都能夠靈活使用。其中包括致遠電子自主開發的自組網透傳協議、LoRaNET協議,以及行業通用的LoRaWAN、LinkWAN、CLAA等協議。

本文將列舉較為常用的自組網透傳、LoRaNET和LoRaWAN三種協議,說明其功能特點與適合的應用場景。注:本文所描述的協議特性均為相應協議在致遠電子LoRa芯片或網關上所體現的特性。

協議對比
比較項自組網透傳LoRaNETLoRaWAN
網絡拓撲結構星形星形星形
網絡拓撲設備主機、從機網關、節點云服務器、網關、節點
中繼級數210
節點容量1002000>2000
最高速率16Kbps5Kbps5Kbps
部署方式本地化部署本地化部署/云端部署云端部署
協議屬性私有協議私有協議通用協議
1.自組網透傳協議

自組網透傳協議是致遠電子自主開發的一套使用非常簡單的LoRa通信協議,支持一鍵自動組建網絡。協議采用星形網絡結構,主機與從機均使用ZSL42x芯片,不需要額外的網關設備。

1.自組網透傳協議

協議特點:

  • 數據透傳,支持自組網
  • 支持2級中繼
  • 支持白名單
  • 支持CAD檢測及空中喚醒
  • 支持定時休眠喚醒上報、分時上報
  • 支持本地及無線升級

適用場景:

自組網透傳協議由于其上手簡單,開發方便,現場布網快速、便捷的特性,對小規模、開發周期短的產品非常友好。適用于節點數小于100的小型網絡。例如小型的照明控制系統、智能停車場、傳感器采集系統等場景。

2.LoRaNET協議

LoRaNET協議是致遠電子開發的另一套LoRa組網協議,搭配致遠電子GL1301W-I系列網關使用,可支持多信道通信,提高了數據并發處理的能力。

整套網絡支持本地化部署、網關本地化解析處理數據,用戶可通過MQTT協議等與用戶云平臺或后臺服務器獲取節點數據,并下發指令或數據到終端節點。

LoRaNET協議支持二次開發,我們在協議中將網關-節點的交互方式抽象為3種類型,用戶可以選擇合適的方案,在此基礎上進行應用層的二次開發。

數據采集型突發上報型分時上報型
網關發起采集數據節點隨機上報數據節點分時上報數據
網絡容量大網絡容量小網絡容量大
實時性低實時性高實時性低

在以下特性中,終端所采用的是ZSL42x系列LoRa智能組網芯片,網關所采用的是致遠電子GL1301W-I LoRa網關。

終端特性:

  • 支持休眠、定時喚醒及普通功耗模式
  • 支持遠程配置參數
  • 支持中繼
  • 支持二次開發

網關特性:

  • 支持本地私有化部署
  • 支持白名單
  • 支持MQTT、TCP/IP協議透傳終端數據
  • 支持連接ZWS云服務器與其他云端服務器
  • 支持本地及遠程配置、升級
  • 支持網關配置、運行日志的導出
GL1301W-I LoRaNET網關

適用場景:

LoRaNET協議適用于節點數較多,網絡結構復雜的場景,例如三表集抄、電力監測、大型照明控制系統等。另外,由于LoRaNET支持本地私有化部署,在一部分對數據較敏感的應用里,可以在本地搭建服務器,無需上傳到云端即可實現智慧化管理。

3.LoRaWAN協議

LoRaWAN 是 LoRa 聯盟推出并維護的基于 LoRa 芯片的開源 MAC 層通信協議,其優勢在于節點容量大,是全球統一的協議標準,不同廠家的設備只要遵循LoRaWAN協議標準,也能夠互聯互通。

LoRaWAN網絡架構是一個典型的星形拓撲結構。在這個網絡架構中,網關是一個透明傳輸的中繼,連接終端設備和后端服務器。終端設備與一個或多個網關通信,所有的終端與網關間均是雙向通信。

以下特性中終端采用的是ZSL42x系列LoRa智能組網芯片,網關所采用的是致遠電子GL1301W-O戶外LoRaWAN網關。

終端特性:

  • 支持CLASSA\C設備;
  • 支持AT及數據透傳模式;
  • 支持動態配置接收窗口個數,實現高實時性發送;
  • 支持空中喚醒;
  • 支持多播;
  • 支持串口升級;

網關特性:

  • 可接入標準的LoRa Server服務器;
  • 支持標準 LoRaWAN V1.1 CLASS A/B/C終端設備接入;
  • 支持 4G/以太網數據回傳鏈路,并支持自動切換網卡功能;
  • 支持本地及遠程配置;
  • 支持本地及遠程升級;
  • 支持網關配置、 運行日志導出;
  • 支持遠程查看及維護網關設備信息;

適用場景:

LoRaWAN協議作為全球通用標準,適用于需要接入第三方設備(終端產品或網關)的場景,只要滿足LoRaWAN協議標準的產品,都能夠無縫接入同一個系統中。在消防系統、大型傳感器系統、智慧農業等行業中應用較多。

此外,LoRa智能組網芯片還支持標準的LinkWAN協議和CLAA協議,方便用戶可以快速接入阿里IoT系的LoRa通訊系統和中興克拉的LoRa通訊系統。

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