随着互联网在国内外垂直应用相关产业建设和各垂直产业中的巨大成功，物联网应用技术将日益蓬勃发展，极大、有效、积极地推动了人们科学生产的变革和影响，未来几年，全世界的工作和生活质量以及文明健康的生活。然而，目前，中国各种物联网应用终端设备系统之间使用的各种移动互联网设备的通信接入感知方法，以及各种移动设备数据网络信息的传输和接入仍然很普遍。在小数据的以下几个方面仍将存在最突出的发展瓶颈问题：许多无线通信接入传感器产品可能会因其内置电池的功率性能相对不足而被忽略线通信系统接入感知能力的总体性能不足；基于传统的宽带基站和无线数据接入传感器技术，基站网络本身无法完美承载数万台数据接入和传输设备的功能。

1 LoRa线性调频扩频调制技术。

LoRa调制技术是基于Semtech公司创建的工作平台的物理层调制协议。这种调制技术不是直接序列调制扩频，在扩频编码理论中，调制信道传输系统中出现的二进制数据信号，如0和1，将应用于调制信号。编码和编码信号主要来源于在初始编码频率范围内不同的线性或调频频率的信号，称为调制芯片。扩频码技术专门用于确定需要使用多少调制芯片才能正确表示这样的位数据信号。通过使用这种扩频调制技术，脉冲能量可以均匀地分散并扩展到其他频率更宽的频带。最后，调制后的信号具有更好的动态稳定性和抗低频噪声干扰和高频干扰的处理能力。

（1） 数据扩频因子（SF）与数据的扩频有关。数据信号只能由2sf芯片表示。在LoRa中，数据可以作为多个扩频因子应用，具体的应用数据也能从6到12之间任意选择。就能得出，SF越大，每个信道要传输的一位数据就会越多，并且在实际需要时使用的解码器越多。但同时，信号误码率也将逐渐降低，抗干扰和通信保护能力将大大增强。（2） 信道带宽范围（BW）带宽指的是信道的高频范围和需要通过信道同时使用的信道的低频范围之间的范围。在两个信道的扩频因子几乎相等的情况下，增加的信道带宽无疑会有效地提高两个信道数据之间的数据传输速率，但同时，系统将面临相应的信道噪声，这只会增加对整个系统的负面影响，降低系统的灵敏度。（3） 信道编码率（CR）是指信道数据流系统中实际传输的有用信道的编码信号在信息总量中的比例。在LoRa系统中，为了真正提高接收数据信息的最有效传输信噪比，采用了前向和后向冗余纠错编码技术（FEC）编码方法。纠错算法的基本原理是只增加一个称为冗余位的位，这种冗余方法可以使整个接收系统实时检测到接收到的信息，并快速纠正数据信息实际传输路径中的错误码。重要比特越来越多的信息系统往往需要在比特之间设置更多的数据冗余，增加系统带宽，以便在数据传输和接收过程中进一步有效降低有效传输的比特率，进一步有效提高有效信噪比。

2LoRaWAN协议

2.1LoRaWAN三种终端类型。

LoRawan规范中的详细定义总结了网关终端设备类型的定义，主要包括三种基本设备类型：A类、B类和C类。在A类设备中，终端设备类型应严格根据具体应用的实际操作，例如用户在网关应用开发中的具体应用，并在每个用户特定应用的特定时间段内严格遵循Aloha算法，确保根据每个用户所需的应用小时数，将用户消息实时、准确地报告给网关模块系统。每次成功打开发送到网关的上行接收信息窗口时，LoRa终端将记住跟随网关两次，并自动打开至少两个或四个连续的短下行接收信息窗口，以确保允许向网关发送ack信息或允许执行任何其他类型的指令。这种操作模式通常是最简单、方便和省电的。终端设备可以由内置锂离子电池组供电。a类设备的应用范围一般是最广泛、最灵活、最广泛的。然而，使用a类设备并不能完全保证接收下行消息时在一定范围内的最大延迟。因此，对于一些对延迟非常敏感的应用模型，通常只需要考虑使用B类模式或C类模式。B类设备的功能与a类设备基本相似，只是除了a类设备功能中提供的两个下行接收窗口外，还有一个额外的下行接收窗口Ping，将在系统中的指定时间点内自动打开。为了快速实现这一目标，终端设备只需要从网关系统接收时间和同步等数据信息，称为信标。该设备结构简单，安全、稳定、省电。该设备只需使用其内置电池来控制电源的运行。目前，B类设备在实际应用中的情况很少，大多数应用主要是接收a类信号或C类数据。事实上，在目前大多数C类设备的使用状态下，除了发送信息外，接收窗口几乎总是处于打开窗口状态，这使得许多C类串行通信设备几乎可以同时实现长期连续稳定的语音监听信息，并且下行链路通信也完全没有延迟。然而，正是因为接收窗口经常需要长时间保持打开和关闭，这将不可避免地导致该接收终端设备的高能耗以及对电网的二次供电需求。C类设备的定时与a类设备的定时基本相同，只是在所有a类设备的睡眠状态下，它打开了接收窗口rx2。

2.2ADR机制。

LoRa终端机制还可以包括一些自动广播数据速率，当在广播系统中检测到广播数据的冲突信息时，这些速率可以立即自动启用，例如改变接收模式和改变发射功率，从而大大减少系统广播数据响应的时延，节约设备能耗，进一步提高广播传输系统的网络稳定性和通信服务质量。LoRa系统架构中使用的ADR机制通常分为两部分：在基于LoRa操作系统的网络终端设备服务器上执行和在网络服务器终端上执行。服务器端结构提供操作控制部分，包括整个系统中最基本的复杂结构，以实现或使整个服务器端结构尽可能简单。服务器终端服务器上的操作部分提供的功能的主要设计目标之一是，仅当上行数据传输处于未按时到达网关（连接丢失）的状态时，自动降低上行数据速率，从而自动增加无线链路覆盖。它还可以同时自动触发从终端设备本地发送的每个帧的计数器，用于自动定义需要发送到网关且未经网关从上行数据包确认的接收帧的帧数。如果该帧中的计数器值准确地达到某一阈值，则网关终端设备需要考虑增加扩频因子和降低数据速率，从而大大提高数据信息的准确性和到达网关服务器终端的概率。

3LoRaWAN应用场景。

（1） 环境智能农业传感器网络是指计算机能够实时采集和跟踪土壤温湿度、二氧化碳、盐分指数等各种环境传感器的数据，并实时采集和分析与农业有关的动态环境参数数据的一种传感器网络，环境数据信号经微机自动处理并通过无线农业传感器网络系统传输后，计算机对环境进行自动智能分析、采集和实时处理，然后可根据系统要求现场选择和设置参数，可以随时自动处理其他农业系统的相应业务。环境自动智能农业远程在线监控系统。针对当前农业自动化的实际和应用环境，有必要使用更多低功耗、低成本、高速、稳定、高性能的智能传感器。由于农业自动化生产设备中多个时间点采集的传感器数据信息一般保持在一个比较稳定的短时间范围内，不会引起突变，不会产生明显的新数据异常变化，数据量波动也很小，传感器实时能力的整体提升并不特别高。因此，LoRawan的功耗低、成本低、低数据速率和超长数据传输距离等设计特点非常适合客户的需求。（2） 智能物流中心是利用无线传感器、条形码、二维码、RFID、定位识别系统等智能技术设备，通过高速网络传输无线数据信息，智能化实现物流分析智能处理过程的新一代技术平台。因此，在智能物流行业下对产品运输、仓储、配送、包装、分拣等一系列基础业务活动的管理中，可以实现全方位的自动化运营和低成本、高效率的自动化运营管理。然而，我国目前的智能物流系统仍存在一些实际问题，如系统覆盖和功能不全、成本要求高、终端产品的耐久性保障能力偏差大等。基于罗兰网的城市覆盖范围超广、通信终端设备超长、续航保障能力强、组网运营成本超低、用户在城市高速频繁运行时通信环境的安全性和稳定性提高等诸多特点，是未来实现城市智能物流与物联网相关技术融合的最佳选择。

4结论

LoRawan组网系统是指新一代lpwan组网通信技术，可专门应用于超低功耗、低成本、低速率、宽跨区域网络覆盖等各种通信技术需求场合。目前，该系统也已开始在全球范围内快速实现广泛的网络部署，并开始在国内外其他基础电信或垂直网络系统中被国内行业更广泛、更有效地使用。在高效、便捷使用的同时，还解决了曾经的中远程移动通信网络应用环境中可能存在的各种瓶颈问题，如移动组网的价格和成本，设备本身的续航时间和使用时间普遍较短，远程信号传输无法实现整个网络环境的快速信号覆盖。相信随着罗兰万技术平台产品的深入应用和开发，将越来越快速有效地推动全球物联网应用产业与应用平台技术市场应用进一步良性互动发展，进一步有效推动全球“智能”应用平台产业和中国应用产业持续快速发展至今。

参考文献

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