Lora验证及探索

LoRa技术是低功耗广域网领域中一种热门技术，北京研究院基于新址的便利环境，对几种典型场景进行了测试验证，为实施物联网相关试点及部署提供参考。

针对物联网不同的应用场景，我们利用北京研究院周边的真实环境，有针对性的设计了三组测试场景进行了验证。

此类环境相互通信的双方中间没有阻挡，或基本可视。主要针对平原、河流、湖泊，或者能通过选取高点实现大范围可视通信的山丘等场景。

地点在北京研究院未来科技城及周边道路，天线发射功率20dBm，天线增益25dBi。室内端在办公楼15层会议室固定，高度约50米，室外移动端随车移动，高度约15米，在各测试点处验证。

实测最远有效传输距离84km。
通过调整天线角度等，在测试点1，测试点2都能做到通信数据的正常收、发。在测试点3处，基本收不到消息，无法正常通信。从实测数据看，在无遮挡或遮挡较少的情况下，LoRa至少能满足8公里以内的覆盖需求。

此类环境内大多有多个楼宇，对通信信号有一定的遮挡，一般情况下通信节点相互不可视。比如大型企业或居民小区内部各类控制设备和传感器等的场景。

测试地点在北京研究院东侧鲁疃嘉园小区，天线发射功率20dBm，天线增益25dBi。其中一个节点位置固定，另一个节点在不同测试点处进行验证。

对于区域间通信的环境，在实测小区范围内，即使是在有明显视距遮挡的情况下，节点之间的通信成功率仍然较高，仅当距离较远时，通信效果会受一定影响（如测试点2）。在实际部署中建议通过合理规划节点位置，实现更大范围的小区覆盖。

此类环境多为同一楼宇内部，主要需要考虑的是跨楼层通信的能力。主要的应用场景比如家庭水、电、燃气、热力等的抄表和统计，写字楼等楼宇内部烟感报警等应用场景。

测试地点在北京研究院办公楼，天线发射功率20dBm，天线增益25dBi。其中一个节点在15层前台位置，另一个节点在各楼层测试点处验证。每层测试点取三个位置，分别为靠电梯附近、靠窗户附近、中间内部房间或走廊。
各楼层主体结构细节上有少量的差异，但总体相似，参考平面图以及三个不同测试点在各楼层大致的位置如下：

下图是实测过程中拍摄的楼内几个测试样点的实测。

从结果可以看出，节点之间穿透四层楼后仍可保证100%正常通信，而对于电梯井，或楼道间等有通道的环境中，通信能覆盖的楼层会更多。而对于阻挡较严重的房间或走廊等环境，通信覆盖能力影响较大。

相比较传统的WiFi、宽带技术，LoRa技术的优势在于其成本较低、传输距离远，而且功耗也相对传统移动网络要低。
但同时测试过程中我们也发现，由于LoRa协议工作在非管制频段，所以，当两个节点在通信过程中，若受到周边其他同频节点干扰，将严重影响通信质量，甚至无法正常通信。

1、频段、服务质量和成本。

LoRa工作在1Ghz以下的非授权频段，在应用时不需要额外付费，NB-IoT和蜂窝通信使用1GHz以下的频段是授权的，是需要收费的。

2、电池寿命。

关于电池寿命方面有两个重要的因素要考虑，节点的电流消耗以及协议内容。LoRa是一种异步的基于ALOHA的协议，也就是说节点可以根据具体应用场景需求进行或长或短的睡眠;而蜂窝等同步协议的节点必须定期地联网，这样就额外的消耗了电池的电量。

3、网络覆盖和部署时间表。

NB-IoT标准在2016年公布，除网络部署之外，相应的商业化和产业链的建立还需要更长的时间和努力去探索。LoRa的整个产业链相对已经较为成熟了，产品也处于“蓄势待发”的状态，同时全球很多国家正在进行或者已经完成了全国性的网络部署。

4、设备成本。

对终端节点来说，LoRa协议比NB-IoT更简单，更容易开发并且对于微处理器的适用和兼容性更好。同时低成本、技术相对成熟的LoRa模块已经可以在市场上找到了，并且升级版还会接踵而至。

---