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LoRaWAN协议--架构解析

LoRaWAN 分层

总体架构一共分为4部分：

LoRaWAN从底层到***后用户拿到数据的通讯过程通讯大致可分为三段：

MOTE lt;---gt; GW (MAC层)

GW lt;---gt; server

server lt;---gt; 用户

LoRa联盟 规定了 MAC层的通讯协议，只有在设备（GW、MOTE）共同遵守的MAC层协议的前提下，不同硬件厂商的设备才能互相接入。

而GW lt;---gt; Server以及Server lt;---gt; 用户这两层的协议虽然LoRa联盟有所规范，lora开发实验箱供应商，但不同厂商之间可能会存在不同。

Mote/Node

Mote/Node 就是节点，在LoRaWAN中，节点一般与传感器连接，负责的就是收集传感数据，然后通过LoRaMAC 协议传输给Gateway。

Gateway

Gateway也就是网关，主要负责将节点的数据传输给服务器，lora开发实验箱，也就是完成数据从LoRa方式到网络方式的转换，其中Gateway并不对数据做处理，只是负责将数据打包封装，lora开发实验箱厂家，然后传输给server(服务器)。

Server

按照LoRaWAN的规定，Server又分为四部分--NS(Network server)、AS(应用server)、CS(Customer server)、NC(Network controller)

其中每个部分的分工和职能各不相同。相应的我会在后续的文章中讲到。

用户

用户一般只的是直观使用这个数据的人，一般是APP或者其他客户端方式，从服务器获取数据。

应用分析

在这里我以LoRaWAN 方式实现农场的土壤湿度检测来具体说明这各个部分的区别:

实现农场的土壤湿度的检测主要分为几个步骤：

实现传感器采集土壤湿度（sensor层）

将采集到的土壤湿度通过MOTE发送给GW(LoRaMac 层)

GW将收到的数据发送给NS（GWlt;---gt;Server）

NS再将数据发送给用户(Serverlt;---gt;Customer)

用户通过APP或者其他方式可以看到土壤的湿度状态。(Display)

通过以上的几个步骤，就可以实现远程监控农场土壤湿度。

用户能够将物联网感知层设备（数据网关、传感器、执行器等）接入物联网云服务系统。

系统能够接收并存储传感器和执行器的实时数据，模块在线状态，并实时显示；也能够向执行器发送控制命令；系统能够实现模块的在线监测。

提供后台管理系统，能够设置账号类型和使用权限。支持多用户管理及权限控制，分为父用户和子用户，父用户可以创建多个子用户，并且可以为每个子用户分配增、删、改几种权限，子用户创建的资源相互隔离。

系统提供丰富的接口，支持MQTT，CoAP或HTTP协议进行数据采集，同时也支持websocket 协议订阅数据更新，lora开发实验箱价格，用于数据可视化或实时分析。

平台可以分为公有云和私有云，公有云可以部署在阿里云之上，使用MongoDB服务器集群作为大数据存储，学生老师申请账号后即可使用；私有云可以为客户提供本地化部署， 客户具有完全的控制权限。私有云支持Cassandra、Po1stgreSQL数据库。

提供物联网规则编辑器，无需编写代码即可编辑复杂的自动化控制策略，实现移动互联网系统的自动化控制。

提供丰富的可视化控件库，通过拖拽、简便配置即可完成美观的UI设计。支持GIS地图、曲线图、柱状、饼图、图表、按钮、仪表图等控件。

产品概述：

?LPMD003模块的射频芯片采用的是Semtech公司的LoRa芯片SX1278，主控芯片采用STM32L151，是一款低功耗、低成本、小体积的LoRaWAN模块。

?LPMD003模块主要应用于物联网、无线传感器网络、嵌入式等低功耗需求的场景中。

产品应用范围：

?LoRa/LoRaWAN终端节点

?物联网

?抄表集中器

?工业控制

?安全警报系统

产品描述：

?小体积：15mmX28mm

?休眠模式下电流低至1.8uA

?工作频段：470~510MHz

?发射功率18dBm±1dBm，发射电流100mA，

?接收灵敏度-139dBm（SF12 、带宽125KHz）

?通信接口：SPI/USART/IIC

?扩展接口：ADC；SPI；IIC；GPIO

?支持LoRaWAN Class A/C协议

?提供SDK开发方式

?系统资源FLASH/128K，RAM/16K，EEPROM/4K

?用户可用资源：FLASH/64K，RAM/8K，EEPROM/4K

引脚定义：

模块尺寸：

关于领派智能：

?核心业务：

专注为物联网（IoT）提供“云、网、端”的服务方案提供商，为客户快速实现“端到端“自主网络的全产业链体系，以及云化服务平台，城市级网关路由器，设备通讯模块及应用产品，完全满足客户的各行各业的大规模自组网应用；实现设备数据采集、远程通讯，数据转发及垂直应用。