一

概述

在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的浪潮中，LoRa（Long Range）技術(shù)憑借其遠(yuǎn)距離通信、低功耗和低成本的優(yōu)勢(shì)，成為了眾多應(yīng)用場(chǎng)景中的佼佼者。那么，LoRa數(shù)據(jù)是如何在空中傳輸?shù)哪?？讓我們一起揭開這個(gè)神秘的面紗。

二

簡(jiǎn)介

LoRa，即長(zhǎng)距離無(wú)線電技術(shù)，是一種專為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的無(wú)線通信技術(shù)。它通過(guò)擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，將信號(hào)擴(kuò)展到更寬的頻帶，從而降低信號(hào)的功率譜密度，提高抗干擾能力。這種技術(shù)使得LoRa能夠在噪聲較大的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠的通信，傳輸距離可達(dá)數(shù)公里甚至更遠(yuǎn)。

LoRa數(shù)據(jù)的傳輸之旅始于數(shù)據(jù)采集。通過(guò)傳感器或其他設(shè)備，我們可以獲取需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，如溫度、濕度、光照強(qiáng)度等。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后，被送入LoRa模塊進(jìn)行編碼。在編碼過(guò)程中，原始數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)，以便在傳輸過(guò)程中進(jìn)行識(shí)別和處理。

三

調(diào)制解調(diào)

LoRa技術(shù)的核心環(huán)節(jié)——擴(kuò)頻調(diào)制。在這一步驟中，LoRa模塊將編碼后的二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成擴(kuò)頻信號(hào)。擴(kuò)頻信號(hào)通過(guò)改變信號(hào)的頻率和時(shí)序來(lái)表示數(shù)字信號(hào)的不同值，使得信號(hào)能夠在無(wú)線通信信道上傳輸。這種調(diào)制方式不僅提高了信號(hào)的抗干擾能力，還使得LoRa能夠在低帶寬的條件下實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。

圖1 調(diào)制框圖

完成擴(kuò)頻調(diào)制后，LoRa模塊將擴(kuò)頻信號(hào)發(fā)送到空中。在傳輸過(guò)程中，信號(hào)會(huì)經(jīng)過(guò)空氣、建筑物、樹木等物體的傳播和反射，形成多徑效應(yīng)。然而，由于LoRa技術(shù)具有強(qiáng)大的抗干擾能力，它能夠在這種復(fù)雜的環(huán)境中保持穩(wěn)定的通信質(zhì)量。

當(dāng)LoRa信號(hào)到達(dá)接收端時(shí)，接收端的LoRa模塊會(huì)對(duì)其進(jìn)行解調(diào)。解調(diào)過(guò)程與擴(kuò)頻調(diào)制相反，它通過(guò)解擴(kuò)頻過(guò)程還原出原始的數(shù)字信號(hào)。在解調(diào)過(guò)程中，LoRa模塊會(huì)識(shí)別并糾正信號(hào)中的錯(cuò)誤，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。

圖2 解調(diào)鏈路框圖

完成解調(diào)后，接收端的LoRa模塊將還原出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼。解碼過(guò)程將二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回原始數(shù)據(jù)格式，以便后續(xù)的處理或應(yīng)用。在解碼過(guò)程中，LoRa模塊還會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解密（如果數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中進(jìn)行了加密），以確保數(shù)據(jù)的安全性。

四

應(yīng)用

然而，LoRa技術(shù)的魅力遠(yuǎn)不止于此。它還具有低功耗、大容量連接和適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景等優(yōu)點(diǎn)。低功耗使得LoRa設(shè)備能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，適用于不經(jīng)常的數(shù)據(jù)傳輸；大容量連接使得LoRa網(wǎng)絡(luò)能夠支持高數(shù)量級(jí)的設(shè)備連接，提高數(shù)據(jù)的收集和使用效率；適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景則使得LoRa技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用于智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

例如：億佰特E22系列LoRa無(wú)線傳輸模組

中繼組網(wǎng)功能適用于超遠(yuǎn)距離及大規(guī)模組網(wǎng)通信場(chǎng)景；遠(yuǎn)程配置功能也降低了客戶的安裝調(diào)試和維護(hù)成本。

固件升級(jí)功能可方便后續(xù)產(chǎn)品固件升級(jí)迭代；多種通信模式及功能選項(xiàng)自定義，更加豐富了產(chǎn)品的使用場(chǎng)景。