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常用的自组网透传、LoRaNET和LoRaWAN三种协议介绍

LoRa芯片应用:自组网透传、LoRaNET和LoRaWAN三种协议

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李林

2021-3-19 11:19:37
LoRa智能组网芯片可以支持多种协议类型,方便用户在各类应用场景下都能够灵活使用。其中包括致远电子自主开发的自组网透传协议、LoRaNET协议,以及行业通用的LoRaWAN、LinkWAN、CLAA等协议。
本文将列举较为常用的自组网透传、LoRaNET和LoRaWAN三种协议,说明其功能特点与适合的应用场景。 注:本文所描述的协议特性均为相应协议在致远电子LoRa芯片或网关上所体现的特性。表1 协议对比
比较项
自组网透传
LoRaNET
LoRaWAN
网络拓扑结构
星形
星形
星形
网络拓扑设备
主机、从机
网关、节点
云服务器、网关、节点
中继级数
2
1
0
节点容量
100
2000
>2000
最高速率
48Kbps
5Kbps
5Kbps
部署方式
本地化部署
本地化部署/云端部署
云端部署
协议属性
私有协议
私有协议
通用协议

  自组网透传协议
自组网透传协议是致远电子自主开发的一套使用非常简单的LoRa通信协议,支持一键自动组建网络。协议采用星形网络结构,主机与从机均使用ZSL42x芯片,不需要额外的网关设 备。
1、协议特点:
  • 数据透传,支持自组网;
  • 支持2级中继;
  • 支持白名单;
  • 支持CAD检测及空中唤醒;
  • 支持定时休眠唤醒上报、分时上报;
  • 支持本地及无线升级。

2、适用场景:
自组网透传协议由于其上手简单,开发方便,现场布网快速、便捷的特性,对小规模、开发周期短的产品非常友好。适用于节点数小于100的小型网络。例如小型的照明控制系统、智能停车场、传感器采集系统等场景。

  LoRaNET协议
LoRaNET协议是致远电子开发的另一套LoRa组网协议,搭配致远电子GL1301W-I系列网关使用,可支持多信道通信,提高了数据并发处理的能力。
整套网络支持本地化部署、网关本地化解析处理数据,用户也可以通过MQTT等协议与云平台或后台服务器通信,获取、下发数据到终端节点。

LoRaNET协议也支持二次开发,我们在协议中将网关-节点的交互方式抽象为3种类型,用户可以选择合适的方案,在此基础上进行应用层的二次开发。
表2  LoRaNET典型应用
数据采集型
突发上报型
分时上报型
网关发起采集数据
节点随机上报数据
节点分时上报数据
网络容量大
网络容量小
网络容量大
实时性低
实时性高
实时性低
以下特性中,终端所采用的是ZSL42x系列LoRa智能组网芯片,网关所采用的是致远电子GL1301W-I LoRa网关。
1、终端特性:
  • 支持休眠、定时唤醒及普通功耗模式;
  • 支持远程配置参数;
  • 支持中继;
  • 支持二次开发。

2、网关特性:
  • 支持本地私有化部署;
  • 支持白名单;
  • 支持MQTT、TCP/IP协议透传终端数据;
  • 支持连接ZWS云服务器与其他云端服务器;
  • 支持本地及远程配置、升级;
  • 支持网关配置、运行日志的导出。



3、适用场景:LoRaNET协议适用于节点数较多,网络结构复杂的场景,例如三表集抄、电力监测、大型照明控制系统等。另外,由于LoRaNET支持本地私有化部署,在一部分对数据较敏感的应用里,可以在本地搭建服务器,无需上传到云端即可实现智慧化管理。

  LoRaWAN协议
LoRaWAN 是 LoRa 联盟推出并维护的基于 LoRa 芯片的开源 MAC 层通信协议,其优势在于节点容量大,是全球统一的协议标准,不同厂家的设备只要遵循LoRaWAN协议标准,也能够互联互通。
LoRaWAN网络架构是一个典型的星形拓扑结构。在这个网络架构中,网关是一个透明传输的中继,连接终端设备和后端服务器。终端设备与一个或多个网关通信,所有的终端与网关间均是双向通信。
以下特性中终端采用的是ZSL42x系列LoRa智能组网芯片,网关所采用的是致远电子GL1301W-O户外LoRaWAN网关。1、终端特性:
  • 支持CLASSAC设备;
  • 支持AT及数据透传模式;
  • 支持动态配置接收窗口个数,实现高实时性发送;
  • 支持空中唤醒;
  • 支持多播;
  • 支持串口升级。

2、网关特性:
  • 可接入标准的LoRa Server服务器;
  • 支持标准 LoRaWAN V1.1 CLASS A/B/C终端设备接入;
  • 支持 4G/以太网数据回传链路,并支持自动切换网卡功能;
  • 支持本地及远程配置;
  • 支持本地及远程升级;
  • 支持网关配置、 运行日志导出;
  • 支持远程查看及维护网关设备信息。


3、适用场景: LoRaWAN协议作为全球通用标准,适用于需要接入第三方设备(终端产品或网关)的场景,只要满足LoRaWAN协议标准的产品,都能够无缝接入同一个系统中。 在消防系统、大型传感器系统、智慧农业等行业中应用较多。
此外,LoRa智能组网芯片还支持标准的LinkWAN协议和CLAA协议,方便用户可以快速接入阿里IoT系的LoRa通讯系统和中兴克拉的LoRa通讯系统。
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