cookieOptions = {...}; ‧ LoRa,物聯網技術中的一騎絕塵 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網
2016年8月1日 星期一

來源:物聯網智庫

719日至21日,LoRa聯盟第五次成員大會在慕尼黑北郊,伊薩爾河邊的希爾頓酒店隆重舉行,來自多個國家的企業、機構和工程師相聚於此,共同探討LoRa技術的最新發展,展示自家推出的產品應用。

短短幾天會議,LoRa技術的迅猛發展不禁讓筆者為之驚嘆,應用產品的快速普及,極大地促進了物聯網的建設發展,讓筆者再次憧憬起那科幻般的物聯網生活,內心充滿期待!
  
  不可阻擋的物聯網新時代
谷歌是當今全球最強大網路公司,但是董事長Eric Schmidt先生卻聲稱,網路即將消失,取而代之的是高度個性化和互動化的物聯網。這一鳳凰涅磐似的論斷,除了體現谷歌不懼變革的勇氣,也讓更多人認識到了物聯網的強大生命力和無可阻擋的氣勢。

記得有次聚會,在我大談物聯網的種種技術優勢後,一個朋友提出說他還是無法想像,物聯網究竟能給個人和社會帶來什麼樣的改變。當時正好看到桌上他的iphone,腦中忽然就有了答案,讓他仔細回憶下一二十年前連普通手機都沒普及的日子,然後對比現在人手一部智慧機的生活,找出其中的改變,那麼物聯網將會再現這種變化,只不過主體由人變成了物,物聯網可以為每個物品都配備一部「智慧手機」。

這個回答,一下子讓在座的朋友打開了想像大門,剛才還有人質疑說他並不需要物聯網,因為周圍物件的狀態信息對自己並沒什麼用,現在卻反思說,以前很多人也認為只有大老闆才需要手機來處理事務,事實是現在大家很難離開手機生活;也有人談到現在平常刷刷微信朋友圈,多年不見的朋友彷彿就生活在身邊,估計以後就是要刷「物品圈」了,看看自己的房屋、家電,甚至櫃子裡面的衣服鞋子怎麼樣了……

那麼問題來了,既然物聯網如此優秀,IoT(Internet of Things)概念也在全球提出了多年,為什麼建設速度卻遲遲無法推進呢?

我們都知道,網路普及的核心因素是電子通信技術的迅速發展,對於物聯網來說亦是如此。真正的進步不是提出一個口號,然後大家左智慧、右智慧地去冠名,把現有的東西粉飾一番完事,而是需要真正的硬實力,技術上的真正突破,從而才能大跨步地提升功能,大幅度地降低成本。

物聯網需要傳感、通信、控制等各方面的技術支持,但是顯然很長時間以來,它們鮮有值得稱道的突破,甚至都有人懷疑起物聯網的可行性。不過令人興奮的是,LoRa技術在這種質疑聲中橫空出世,它無疑擔當得起「突破」二字!

一騎絕塵的LoRa技術
2013Semtech公司發佈了SX127x系列晶片,標誌著其研發的LoRa技術正式公佈於眾,LoRaLong Rang(遠端)的縮寫,主要採用了擴展頻譜通信技術,但非直接序列擴頻,而是使用未調制載波進行線性調頻,其主要特點是超低功耗和超遠距離,工作於開放頻段。

例如適應中國470-510MHz頻段的SX1278晶片,它在休眠狀態下的典型工作電流僅為0.2uA,接收工作模式下功耗電流為10mA左右,而發射工作模式下功耗電流為20-120mA。晶片擁有超高靈敏度,接收最低可以達到-148dBm,另外支持6-12之間不同的擴頻因子,由於同一信道可以對多個不同擴頻因子的信號進行解調,所以LoRa星形網路具有非常高的容量。

也許很多人對這些參數並不感興趣,無法理解LoRa技術的神奇之處,那麼通俗點來講就是,基於LoRa技術的普通數據發射器,可以在兩節五號電池供電的情況下,向距離一二十公里的接收網管持續發送訊息,並能穩定工作10年以上。 
 
  
沒有放之四海而皆準的技術,當然LoRa技術也不可能完全解決物聯網中的通信問題,由於調制技術的原因,LoRa設備只能傳輸非常低速率的訊息,所以打算用LoRa設備下載電影,來個視訊通話是不現實的。但是LPWAN(低功耗廣域網)是物聯網重要的組成部分,例如智慧城市建設中埋設各處的傳感器,大面積範圍內為農業提供土壤環境訊息的設備,它們都需要耗電量少且覆蓋範圍廣的低成本解決方案,在這一領域LoRa可謂獨領風騷,很多參數都遠超其它技術標準  

  
最為重要的是,一項技術除了各種性能指標,決定性因素還是市場的接受認可度,在其它技術還處於研究階段的時候,LoRa技術就已經實現了全面的商業化,各種設備也如雨後春筍般湧現出來。

這裡就不得不提到本次大會的主辦方LoRa聯盟了,思科、IBM、升特(Semtech)、微芯(Microchip)和意法半導體(STM)等多家科技巨頭都是其成員,共同致力推廣遠距離、可雙向通訊、低成本且低功耗的LoRa廣域網路。

LoRa
聯盟主席Geoff Mulligan先生在大會上介紹,20153月第一次成員大會召開的時候,其企業成員僅僅31家,但是現在才過去了16個月,成員數量就已經達到了368家,增長了十多倍,從此足以可見市場對LoRa技術的認可,也證明瞭LoRa技術披堅執銳的實力。

LoRa 網路在德國的發展
本次成員大會的承辦方是德國Digimondo公司,隸屬於歐洲最大電力公司意昂集團的一家物聯網子公司。在會後的交談中,公司總裁Marcus Walena先生向筆者介紹到,公司名中的mondo源於意大利語,意為「世界」,作為一家IoT公司,Digimondo公司致力於在德國建立起一個「數位世界」,賦予億萬物品以生命。

其公司的所有產品及服務,都是圍繞LoRa這一技術展開,公司創始人及員工都非常認同,LoRa這一跨時代的技術,必將迅速被普及、迅速改變物聯網的面貌,在這一過程中,德國不能落後,Digimondo公司不能落後!  
  
大會期間,Digimondo公司主要向與會人員展示介紹了他們取得的三大成績。首先是作為德國唯一的LoRa網路營運商,他們正全力完成鋪設工作,公司已經在德國25個主要大城市建設完成了LoRa網路,大多數也性能測試完畢,2017年將實現整個德國的LoRa網路無縫覆蓋。其次是Digimondo公司開發了自己的網路應用系統「firefly」,客戶可以隨時隨地登錄,直觀查看各種LoRa應用,例如電能表、溫度計、定位模組、空氣檢測設備等等發送的即時訊息。

台灣廠商必須注意中國企業已捷足先登
LoRa技術的發展實現進程中,對岸中國的企業不但沒有缺席,反而捷足先登,在展會現場就遇到多家來自「祖國的企業」。更必須注意的是,Digimondo公司第三部分介紹的LoRa設備應用,其主打產品LoRa電能表竟然就是來自於中國杭州,由著名儀表企業「華立科技」設計生產完成。

Digimondo公司產品經理在會場向大家介紹,他們在原有普通電能表的基礎上,僅僅是內部添加了LoRa通信模塊就取得了非常驚艷的效果,可謂點石成金,獲得了一款性能優良的智慧電表,相比較市場上其它採用PLCGPRS通信方式的智慧電表,LoRa技術展現了它的超強實力,不僅成本低廉,能耗可以忽略不計,而且抗干擾能力非常突出,關鍵是組網非常的方便,電表上電後無需進行任何操作,便可以自動接入LoRa網路,每分鐘向外發送一次電量信息。他們的試點結果表明,這才是真正的智慧電表解決方案,是真正滿足客戶需求和適應市場的產品。  

  
會後筆者有幸聯繫到了華立科技新技術研究所的總監朱虹先生,進一步向他請教了LoRa電表的細節情況。

據他介紹華立的產品之所以可以搶佔先機,迅速進入業界認為困難的歐洲市場,是因為雖然華立作為一家傳統行業的電能表公司,卻一直時刻關注時代科技的最新發展,不斷提升自己的技術實力。

早在2012semtech公司就有來華立介紹LoRa調制通信技術,華立也立即認識到了這一通信技術將為能源表計行業帶來非常巨大的變化,於是公司一直堅持在該項目上持續研發投入,2015LoRa聯盟成立時,華立科技股份有限公司便緊隨加入,產品方面不僅獨立開發了LoRaWAN模組,而且擁有配套的網管和後台系統軟體。

所以在德國客戶提出相應需求時,華立才可以及時跟緊迅速推出了滿意的LoRa電能表產品。朱虹先生同時強調說,華立作為Digimondo公司的合作夥伴也受益匪淺,LoRa電表的批量安裝試點,讓華立積累了豐富扎實的LoRaWAN系統組建經驗,保證了產品今後在中國或者其它市場上,擁有較高的可靠性和穩定性,另外這也非常有利於華立其它諸如智慧安防、醫護、市政等LoRaWAN產品的開發。


LoRa暢想
大會歸來,心中所想所念依舊是LoRa,作為一項新技術,LoRa還有很多細節需要發展完善,也有巨大的潛力需要挖掘。LoRaWAN產品的一致性認證標準還有待完善,入網檢測技術需要更多的公司去開發設計。LoRa定位技術,利用三網管接收同一LoRa設備信號的強弱,來計算其大致位置,算法上還要進一步成熟,這一應用有望大多情況,取代耗電較高的GPS模組。


LoRa還有太多的工作要做,期待更多的工程師和公司能夠投入到這一領域,加速LoRa產業的實現和普及,讓人們可以盡早享受物聯網帶來的絢麗生活。

                                                                                                                                                                                                                            

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