物聯網 （IoT） 可能比我們一生中的任何其他技術發展都代表著更多的創新和變化。通過為世界配備低成本傳感器，消費者、企業、城市和整個國家都有機會通過提供真實數據來改變結果、市場和經濟，從而改變創造價值的方式。

隨著技術進步和如此重要的市場機遇，物聯網帶來的主要挑戰之一是如何最好地收集、傳輸、過濾和使用將生成的大量原始數據，并將其應用于不同的需求商業、工業和民用物聯網項目。面對這一關鍵的基礎性任務，決策者應該首先問自己一個基本問題：收集和傳輸比我需要的更詳細的數據是否值得花錢？

如果答案是否定的，那么您應該考慮為您的物聯網計劃使用低功耗廣域網 （LPWAN）。

連接物聯網

LPWAN 的出現從根本上改變了物聯網的格局。LPWAN 專為需要每小時發送和接收少量數據的傳感器和應用程序設計幾次，或者可能每天只發送一次。通過僅收集和傳輸優化特定應用程序或操作所需的數據，LPWAN 提供了其他網絡技術無法實現的價值，包括：

大幅降低資本和運營成本

部署使用壽命超過 10 年的傳感器解決方案的能力

使用少量網關實現長距離無線覆蓋

加快終端解決方案部署的上市時間

基于 LPWA 的解決方案的市場機會正在迅速涌現并且非常重要。由于 LPWA 技術的獨特特性，預計到 2021 年底將有 500 億臺設備連接到物聯網，預計其中 60% 以上的設備將與 LPWAN 連接。

LPWA 通信：標準、差異化和部署模型

高成本、高功能蜂窩和低成本、本地化 Wi-Fi 和藍牙連接所留下的差距將由公共 LPWAN 主導，毫不奇怪，LoRaWAN 憑借其領先的物聯網 LPWA 通信技術脫穎而出。開放的生態系統和技術優勢。

LoRa 網絡是使用開放標準構建的，它提供了廣泛的供應商社區來支持應用程序——這是推動采用任何成功的網絡技術的重要方面。這種開放的生態系統有助于克服市場對新技術的自然抵制，而技術優勢使 LoRaWAN 能夠解決比傳統網絡和競爭 LPWA 解決方案更多的用例（圖 1）。

例如，蜂窩網絡是為滿足智能手機用戶的需求而構建的，可提供更快的連接以支持更多數據。雖然搭載現有蜂窩基礎設施的想法可能看起來很有吸引力，但對于大多數工業和商業物聯網應用來說，跟上蜂窩技術發展的代價是沒有意義的。Wi-Fi、ZigBee 和藍牙等無線技術也可用于物聯網應用，但這些傳統技術的特點是短距離、低功耗通信能力，因此將它們的使用限制在有限的覆蓋范圍內。與專有 LPWA 網絡相比，支持 LoRaWAN 協議的網絡可促進無與倫比的業務連續性并提供極大的靈活性。

除了 LoRaWAN 作為開放標準的優勢之外，該架構還提供了關鍵的安全性、可靠性和可擴展性優勢。LoRaWAN 協議在設計時將端到端安全性作為架構的基本元素。終端節點和應用服務器之間的網絡通信使用 AES-128 加密進行保護。這種終端節點“類似 VPN”的服務可確保敏感應用數據的數據完整性和安全性。

以極具成本效益的方式部署冗余網關的能力支持網絡可靠性，從而在發生局部中斷時最大限度地減少通信中斷。此外，終端節點能夠比要求更頻繁地發送讀數，并且可以重新發送消息以增加接收結果。也可以發送需要確認的消息，以確保實現所需的結果。

可擴展性是任何商業和工業物聯網 （IIoT） 解決方案部署的關鍵。通過 LoRaWAN 網關提供的覆蓋范圍可以很容易地針對所需的應用進行適當的調整。市售的宏蜂窩網關為每個網關的數萬臺設備提供 10-20 英里的無線覆蓋和連接，而微蜂窩網關為每個網關提供 1-2 英里的覆蓋范圍和數百臺設備。通過靈活且可擴展的部署選項，LoRaWAN 提供了跨農業、供應鏈、資產跟蹤、智慧城市和其他要求苛刻的市場和用例的各種監控應用程序所需的覆蓋范圍和可擴展性。較小的 Pico Cell 網關旨在支持住宅或商業應用，并為每個網關提供數十個設備的覆蓋范圍。

應用程序和用例

LPWAN 在連接一系列需要低功耗、低成本和長電池壽命等特性的設備方面發揮著重要作用。如上所述，這些網絡非常適合各種行業，例如農業、公用事業、石油和天然氣以及智能建筑/智能城市，并涵蓋蜂窩和短距離無線網絡技術的一系列應用和部署場景不適合。

LPWAN 解決方案的另一個有趣方面是能夠以經濟高效的方式支持組件和系統的高效運行，從而帶來對資源節約、減少浪費、安全和安保產生巨大影響的機會。例如，廢物管理在許多國家對生態可持續性的重要性日益增加。LPWAN 解決方案可以幫助簡化收集過程（即僅在裝滿時收集箱）、路線優化和資源規劃。LPWAN 智能計量和資源管理解決方案代表了理解上游和下游運營各個層面的能源消耗和節約的范式轉變。此外，支持建筑物所有組件和系統的高效運行，例如照明、安全和安保、應急系統、HVAC、

伙伴關系、聯盟和協作戰略是行業領導者為實現 LPWAN 市場增長而采用的方法。2015 年 3 月，LoRa 聯盟成立為非營利組織，以維護和推進 LoRaWAN 規范。從那時起，LoRa-Alliance 的創始成員已從 20 名發展到今天的 400 多名。LoRaWAN 規范為終端設備和支持它們的網絡的操作提供了一個開放、安全的協議定義。規范和 LoRa 聯盟的開放性培育了一個不斷增長的技術和解決方案提供商生態系統，為全球物聯網部署帶來了建設動力。

審核編輯：郭婷