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       LoRa具有物聯(lián)網(wǎng)的DNA，為多種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。尤其在高速增長的智慧表計(jì)、智慧城市、智慧社區(qū)、智慧農(nóng)業(yè)、智慧工業(yè)、智慧物流等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域以及一些消費(fèi)類領(lǐng)域扮演著重要角色。本章將從這些細(xì)分垂直領(lǐng)域入手，從項(xiàng)目的需求分析、解決方案、技術(shù)實(shí)現(xiàn)等方面進(jìn)行講述，目的是讓讀者理解這些應(yīng)用的由來以及LoRa如何助力這些應(yīng)用。最終的目的是希望讀者可以通過學(xué)習(xí)本章內(nèi)容，在自身的項(xiàng)目中選擇合適的方案，在碎片化的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中貢獻(xiàn)自己的力量。

 

        本書介紹了LoRa的多種應(yīng)用在中國的市場占比，其中智慧表計(jì)是最大的應(yīng)用領(lǐng)域。LoRa在智慧表計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用的成功也是經(jīng)歷了多年的打磨，到現(xiàn)在已經(jīng)獲得了較大的成功，隨之而來的是客戶提出的新的更嚴(yán)苛的需求，LoRa的行業(yè)伙伴也在繼續(xù)努力，不斷挖掘LoRa的潛力，迎接市場的新挑戰(zhàn)。

一、智慧表計(jì)的背景及技術(shù) 1．市場背景

無線抄表市場能夠成為LoRa最大的應(yīng)用領(lǐng)域主要有如下幾個原因：

     （1）從技術(shù)的角度看，LoRa具有的超低功耗、超遠(yuǎn)距離以及網(wǎng)絡(luò)架設(shè)便利的優(yōu)點(diǎn)都是無線抄表市場最需要的技術(shù)?？梢哉f從技術(shù)上看完全契合。

     （2）從產(chǎn)品角度看，無線抄表具有很強(qiáng)的一致性，幾乎所有的表都是完全一樣的，不像智慧城市的應(yīng)用中有上百種傳感器；表計(jì)數(shù)據(jù)格式、喚醒頻率都完全相同，這樣的產(chǎn)品統(tǒng)一性帶來的好處是復(fù)制性強(qiáng)，穩(wěn)定性好；在A城市實(shí)施效果和在B城市的實(shí)施效果一樣，而許多智慧城市項(xiàng)目傳感器的供應(yīng)商就幾十家，很難保證質(zhì)量的一致性。

     （3）從市場角度看，無線抄表有著巨大的市場，中國有14億居民，每家每戶都需要水表、電表和氣表。中國的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)發(fā)展也非常合適，大量的傳統(tǒng)表計(jì)更換為智能無線抄表產(chǎn)品。

       LoRa在表計(jì)市場的成功是天時地利人和的結(jié)果，如果說市場是“天時”，產(chǎn)品是“地利”，那么技術(shù)就是“人和”。LoRa技術(shù)并非只要安裝在智能表計(jì)上就可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定無線抄表，它的成功是無數(shù)專業(yè)人員多年的研究和探索的結(jié)果。并非一種技術(shù)有優(yōu)勢就可以成功，而是需要整個產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力最終才可以贏得市場，“人和”是最為重要的。

2.早期需求和難點(diǎn)

      1）早期需求                  
       LoRa能夠快速進(jìn)入智能表計(jì)領(lǐng)域，是通過技術(shù)替代的方式。其實(shí)無線抄表的概念很早就被提出了，并且有大量的公司在無線抄表的技術(shù)上努力，并取得了一些成果。比如使用無線手持抄表設(shè)備靠近無線表時，可以得到表計(jì)的數(shù)據(jù)。這種方案雖然不需要入戶上門，仍然需要工作人員走到靠近無線表附近時才能實(shí)現(xiàn)抄表。早期智能抄表的需求較為簡單，有如下三點(diǎn)：

解決人工抄表上門難問題，抄表智能化、全自動、免維護(hù)、無人化；

實(shí)時監(jiān)控可視化，管理精細(xì)化；

智能化管網(wǎng)管理，降低管網(wǎng)耗損，降低后期管理維護(hù)成本，方便統(tǒng)一管理，通過大數(shù)據(jù)分析提供更多增值業(yè)務(wù)。

       2）難點(diǎn)

       由于無線技術(shù)的性能受限，早期的無線智能抄表遇到了許多難點(diǎn)：

抄表功耗高，電池支撐表計(jì)常年運(yùn)行困難；

安裝環(huán)境無法預(yù)估，抄表網(wǎng)絡(luò)覆蓋率不夠，抄表成功率低；

無標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，無法統(tǒng)一管理；

私有云、私有系統(tǒng)維護(hù)困難，成本高昂。

       早期的無線抄表最主要是解決人工的問題，后期提升為精細(xì)化管理和數(shù)據(jù)分析增值服務(wù)。而如果要實(shí)現(xiàn)這些需求，最主要的是通過低成本的方式實(shí)現(xiàn)高效率的抄表。由于FSK技術(shù)通信距離和靈敏度受限，早期無線抄表一直被功耗、成功率等問題困擾，很難大范圍地開拓市場。

      3.無線抄表方案

       現(xiàn)在LoRa智能抄表常用兩種方案，分別是自組網(wǎng)抄表和LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)抄表。

       自組網(wǎng)抄表或者叫作LoRa私有協(xié)議網(wǎng)絡(luò)抄表。基于自組網(wǎng)抄表最早支撐的技術(shù)是Sub-1GHz小無線的FSK，前面也提到FSK技術(shù)在初期技術(shù)上遇到了很大的困難。當(dāng)2013年LoRa推出后，提高了設(shè)備通信距離，行業(yè)人士就從原來的FSK轉(zhuǎn)而投向現(xiàn)在的LoRa技術(shù)。圖9-1所示為LoRa私有協(xié)議網(wǎng)絡(luò)抄表應(yīng)用中的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，早期的FSK抄表 應(yīng)用常使用此種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，至今仍有不少LoRa抄表項(xiàng)目依然沿用此網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。不過多數(shù)的LoRa抄表應(yīng)用采用星狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與圖9-2完全相同，差別為使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不同。

        在功能實(shí)現(xiàn)上，LoRa自組網(wǎng)采用網(wǎng)關(guān)或手持設(shè)備與表計(jì)形成一個星狀或網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，其具有以下特點(diǎn)：