物联网的基因LoRaWAN

物联网（IoT）正在世界各地快速发展，但如何为电池供电的设备提供长期稳定的连线则备受考验。针对远程、低功耗连线所开发的LoRaWAN成为物联网的关键技术。本文将为您介绍LoRaWAN技术发展与村田制作所（Murata）LoRaWAN模块的功能特性。

为电池供电物联网设备提供低功耗特性

物联网应用日渐广泛，各式各样的连线技术也相继推出，为了解决电池供电设备的低功耗需求，市场上出现各种LPWAN（Low Power Wide Area Network，低功耗广域网）技术，例如Sigfox、LoRa、NB-IoT、Wi-SUN、DASH7、ZigBee和Z-Wave，但最有可能占据主导地位的三种是Sigfox、LoRa和NB-IoT。Sigfox和LoRa使用不需要许可的频带（ISM频带），而NB-IoT使用需要许可的蜂窝网络的频率。

Sigfox和LoRa都使用不需要许可证的频率，他们可以被视为是竞争者，但也可以说他们之间有着互补的关系。Sigfox的政策是每个国家／地区仅允许一家运营公司，因此，覆盖范围取决于该特定公司的努力。另一方面，它可以轻松地为大范围移动的事物（例如长途卡车）提供连接。

LoRa（Long Range，远程）则允许任何公司建立覆盖范围，但是要在整个国家／地区进行部署将非常困难。在全国开展业务的分销公司很可能会选择Sigfox，但是业务集中在一个特定位置的公司可能会选择LoRa。

LoRa是物理层（PHY），可实现超长距离通信，并具有优化的能源效率和可靠的信号，LoRaWAN则是物联网的全球实质标准，也是LoRa Alliance™的基石。LoRa PHY和LoRaWAN协议特别针对电池寿命和终端设备的低成本进行了优化，以实现针对资产跟踪、供应链、农业、智能城市、智能建筑、智能家居、智能计量等应用的批量部署。目前LoRa和LoRaWAN在多个欧洲国家中越来越受欢迎，LoRa在全球其他地区（例如美国和亚太地区）的受欢迎程度也呈现上升趋势。

LoRa技术和LoRaWAN协议的主要特点便在于长距离传输，可连接农村地区相距30英里的设备，并穿透密集的城市或深层的室内环境，LoRa并具有低功耗的特性，所需的能源最少，电池寿命可长达10年，最大限度地减少了电池更换成本，在安全性方面，具有端到端AES128加密，可进行相互认证，具有完整性保护和机密性。

此外，LoRa具有标准化的规范，可提供LoRaWAN网络的设备互操作性和全球可用性，以便在任何地方快速部署IoT应用程序，并支持地理定位，可启用无GPS跟踪应用程序，提供其他技术无法企及的独特低功耗优势，并具备移动性，可保持与移动设备的通信，而不会降低功耗，且每个基站可支持数百万条消息，高容量可满足服务大型市场的公共网络运营商的需求，其低成本优势，可减少基础设施投资，电池更换费用以及最终的运营费用。

电子组件制造商村田制作所的名字让人们想到了包含陶瓷材料的电子组件，例如多层陶瓷电容器、表面声波滤波器和陶瓷谐振器，但该公司还经营利用蓝牙和Wi-Fi的无线通信设备，在全球范围内占有很大份额智能手机中这些组件的市场，也可以称为近场通信设备专家。

目前村田制作所正在全球范围内参与LoRaWAN，加入了LoRa Alliance™，并与意法半导体（STMicroelectronics）和Semtech合作，设计了一种经济高效的小尺寸LoRaWAN™模块，该模块能够支持各种传感器和远程无线协议。村田制作所的CMWX1ZZABZ模块已获得无线电监管部门的预先认证，可在世界大多数地理区域的860和930 MHz工业、科学和医学（ISM）频谱中运行，在LoRa平台上提供了针对开发人员的经过良好验证的硬件和软件。

村田制作所的CMWX1ZZABZ模块的尺寸为12.5 x 11.6 x 1.76毫米，是市场上此类产品中最小的外形尺寸，芯片组采用Semtech SX1276超远程扩频无线收发器，搭配STMicro STM32L0系列的ARM Cortex M0+ 32位微控制器，内置192Kbytes闪存，采用外部天线配置，支持UART/SPI/I2C主机接口与GPIO/ADC接口，工作温度范围为-40℃至+85℃，通过FCC/IC认证、CE认证与LoRa Alliance认证。

村田制作所也与LoRa业务合作伙伴意法半导体提供“评估套件”－STMicro发现板B-L072Z-LRWAN1，包含村田制作所LoRa模块CMWX1ZZABZ-091，具有ST-LINK/V2-1嵌入式调试工具界面、LED、按钮、天线，以及Arduino™ Uno V3连接器和Micro-B格式的USB OTG连接器。

LoRa和LoRaWAN协议是专为IoT通信而设计，可实现远程使用点设备和LPWAN之间的连接，目前LoRa技术已有100多个国家／地区的1.05亿台设备连接到网络，并且还在不断增长，它是物联网的基因，创造出了智能地球，现在则正是您投入这个广大市场的最佳时机。