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物联网的低耗远距离广域网在物联网应用中,功耗和距离的关系貌似具有无法调和的矛盾,要增加传输距离,必然需要高功耗;要降低设备功耗,则无法实现远距离的传输LoRaWAN是由LoRa联盟推出的一个低功耗广域网规范,这一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,让功耗和距离两者均可兼得LoRaWAN是由LoRa联盟推出的一个低功耗广域网规范,这一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LoRaWAN瞄准了物联网中的一些核心需求,如安全地双向通讯、移动化和本地服务该技术无需本地复杂配置,即可以让智能设备实现无缝互操作性,给物联网领域的用户、开发者和企业自由操作权限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终端与网关之间的通信是在不同频率和数据传输速率基础上完成的,数据速率选择需要在传输距离和消息时延之间权衡由于采用了扩频技术,不同数据传输速率通信不会互相干扰,且会创建一组“虚拟化”的频段来增加网关容量LoRaWAN网络数据传输速率范围为
0.3kbps至50kbps,为了最大化终端设备电池(寿命和整个网络容量,LoRaWAN网络服务器通过一种速率自适应ADR)方案来控制数据传输速率和每一终端设备的射频输出适用于物联网的覆盖全国的网络需要解决诸如关键性基础设施、机密的个人数据或社会公共服务等安全通信的问题,这方面一般采用多层加密的方式来解决:・唯一网络密钥(EU164)并保证网络层安全・唯一应用密钥(EU164)并保证应用层端到端的安全・设备特别密钥(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双向通信终端设备(A等级)处于A等级的终端设备允许双向通信,每一终端设备上行传输会伴随着两个下行接收窗口终端设备的传输槽是基于其自身通信需求,其(微调是基于一个随机的时间基准ALOHA协议)A等级的终端设备应用中功耗最低,在终端发送一个上行传输信号后才能与服务器进行下行通信,与服务器任何时候的下行通信都只能是在上行通信之后(具有预设接收槽的双向通信终端设备B等级)B等级的终端设备会在预设时间中开放多余的接收窗口,为了达到这一目的,终端设备会同步从网关接收到一个Beacon,这一方式会让服务器了解终端设备正在“倾听”(具有最大接收槽的双向通信终端设备C等级)C等级的终端设备几乎持续为接收窗口开放,只在传输时关闭CustomerEncrypted ServerCustomerLogicApplicationLoRaWANEncryptedMasterLoRaWANPacket ForwardSlaveHALBackhaulBackhaulIP StackIP StackHALSPI/USB,Ihernet,G,jPHY PHY\WiFi。