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聯合廠商推出基於 Semtech LoRa技術之城市閘道器方案

 2016-01-24

LoRa通訊技術是由LoRa聯盟近幾年發展出的一種低功耗廣域網路(Low Power Wide Area NetworksLPWA)技術,可使用於各種IoT設備,例如水電錶、煙霧偵測器、加油箱,以及自動販賣機等裝置互聯。不同於現有4G網路或Wi-Fi、藍牙等無線技術,用LoRa技術打造的物聯無線感測網路,最大的特色是具備有遠距離且低功耗的傳輸特性,目前LoRa技術的傳輸距離,可涵蓋從1公里到10公里之間的範圍,甚至最遠可達20公里遠。此外,LoRa傳輸速率可維持在每秒300bps37.5kbps之間,並也提供數百萬網路節點供設備連結。甚至利用其低功耗的特性,僅靠著設備內建的電池,就可維持長達10年使用時間。目前也有城市已經導入LoRa技術,例如,美國紐約市今年就在30平方公里的街道範圍內,採用了7LoRa閘道器,搭建完成物聯無線感測網路,做為城市的IoT應用。

臺北市資訊局將搶先亞洲其他城市一步,計畫在年底前打造完成第一個城市級的IoT平臺,而且這個IoT平臺將不只是城市專用,更開放讓想要開發IoT應用的新創或開發團隊來申請利用。並且還要用12LoRa無線通訊基地臺,布建一個通訊範圍可覆蓋臺北市的IoT網路,讓更多的IoT應用能遍及全臺北。臺北市資訊局是在今年初展開這套IoT平臺的規畫及測試工作,且預計在年底建置完成並開放外界申請。而負責統籌臺北市IoT建置的臺北市資訊局長李維斌表示,這個IoT平臺一旦啟用後,將做為一個城市IoT資訊蒐集平臺,讓這些想要開發IoT應用的新創或開發團隊,只要經過申請後,就能透過串接將設備感測器資料,回傳到這個IoT雲端平臺上存放,並直接從平臺上來取用資料,拿來開發各式IoT應用。以寵物IoT應用當例子,像是可經由這些安裝在寵物身上的感測器裝置所蒐集到的數據,傳送到政府打造的IoT雲端平臺上,讓開發者可以很快用這個平臺來取得數據,經由分析挖掘後,找出更多可用的IoT應用,例如提供寵物身體狀況或追蹤所在位置等。

 

【方案方塊圖】

方案方塊圖

【系統功能】

Gateway: 協調傳訊管道與順序,控制流量且避免外部訊號幹擾或蓋頻
Network Server:管理多台Gateway並控制上下行通訊與資料流,取得流量資訊以計價,端至端訊號完整交換與確保通訊管道認證加密
Application Router: 作為實體訊號與應用服務資訊交換比對(MQTT/IPV6),執行
Application Server 採用的通訊協定,處理應用服務資料流交換為主

【方案特性】

SX130X (Gateway)特點:
• 高達-142.5 dBm的靈敏度與SX1257的Tx / Rx前端
• 70分貝CW幹擾抑制在1 MHz偏移
• 能夠與負SNR,CCR工作在高達9分貝
• 它模擬49X LORA解調器和1個(G)FSK解調
• 雙數字TX和RX無線前端介面
• 10個可編程並行解調路徑
• 動態數據速率(DDR)改編
SX1276(Node)特點:
• LoRaTM Modem
• 168 dB maximum link budget
• +20 dBm - 100 mW constant RF output vs. V supply
• +14 dBm high efficiency PA
• Programmable bit rate up to 300 kbps
• High sensitivity: down to -148 dBm
• Bullet-proof front end: IIP3 = -11 dBm
• Excellent blocking immunity
• Low RX current of 9.9 mA, 200 nA register retention
• Fully integrated synthesizer with a resolution of 61 Hz
• FSK, GFSK, MSK, GMSK, LoRaTM and OOK modulation
• Built-in bit synchronizer for clock recovery
• Preamble detection
• 127 dB Dynamic Range RSSI
• Automatic RF Sense and CAD with ultra-fast AFC
• Packet engine up to 256 bytes with CRC
• Built-in temperature sensor and low battery indicator