（文/程文智）近十年來，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展已然逐步進入大規(guī)模商業(yè)化階段，欣欣向榮的的物聯(lián)網(wǎng)市場，給各類物聯(lián)網(wǎng)通信技術帶來了發(fā)展契機，其中有一個無線技術發(fā)展特別迅速，那就是Semtech的LoRa技術。

據(jù)Semtech全球銷售高級副總裁 Mike Rodensky介紹，自從2012年開啟全球推廣之路以來，LoRa走過了飛速發(fā)展的10年，截止到2023年3月30日，全球已經(jīng)部署了600萬個基于LoRa的網(wǎng)關，3億個基于LoRa的終端節(jié)點，181家采用LoRaWAN連接的公共網(wǎng)絡運營商，而且這個數(shù)字還在持續(xù)增加。

Semtech全球銷售高級副總裁 Mike Rodensky

LoRa的十年發(fā)展歷程

在不久前Semtech舉辦的“LoRa十年慶暨媒體交流會”上，來自Semtech的高管們介紹了LoRa技術這十年來發(fā)展的重要里程碑。其中最為主要是時間線與里程碑事件如下：

• 2012年：Semtech 通過收購Cycleo 獲得LoRa技術
• 2013年：Semtech發(fā)布了第一款LoRa芯片產(chǎn)品
• 2015年：LoRa聯(lián)盟（LoRa Alliance）成立，并推出LoRaWAN 標準，逐漸形成了廣泛的產(chǎn)業(yè)生態(tài)
• 2018年：Semtech收購了TrackNet，為資產(chǎn)追蹤類產(chǎn)品打下了技術基礎
• 2019年：Semtech推出首個LoRa CloudTM服務平臺
• 2020年：Semtech發(fā)布了LoRa EdgeTM 地理定位平臺
• 2021年：LoRaWAN被國際電信聯(lián)盟（ITU-T）正式批準為低功耗廣域網(wǎng)絡（LPWAN）的全球通信標準，標志著其從物聯(lián)網(wǎng)事實性標準變成真正的國際標準
• 2022年：Semtech推出了LoRa Edge LR1120芯片組，提供多頻段LoRa和長距離跳頻擴頻（LR-FHSS）通信

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圖：Semtech亞洲區(qū)銷售副總裁黃旭東

Semtech亞洲區(qū)銷售副總裁黃旭東則重點介紹了LoRa在中國市場的發(fā)展情況，自從2013年Semtech推出第一個LoRa產(chǎn)品后，LoRa產(chǎn)品大幅降低功耗與改善了靈敏度等特性就受到了很多生態(tài)合作伙伴的青睞。

2015年，LoRa產(chǎn)品獲得了所有大型燃氣表喝水表公司的認可，LoRa產(chǎn)品開始大規(guī)模量產(chǎn)。黃旭東分享說，當時的LoRa技術其實是針對水表、氣表及電表等表類應用場景做了優(yōu)化。由于這些表類產(chǎn)品應用環(huán)境非常惡劣，特別是水表，很多時候都需要埋在地下，并需要人工抄表。而LoRa技術可以簡化整個抄表和組網(wǎng)流程，大幅降低成本。因此，LoRa技術的產(chǎn)品得到了快速的認證，并在一年內(nèi)就實現(xiàn)了量產(chǎn)。

2016年，中興克拉加入LoRa聯(lián)盟，并發(fā)起中國LoRa應用聯(lián)盟CLAA，共同推動LoRa技術發(fā)展；2017年，LoRa在中國的總出貨量突破了1千萬美元；2018年，阿里巴巴、騰訊和京東也加入了LoRa聯(lián)盟。“他們不僅加入了LoRa聯(lián)盟，也投入了很多資源去推廣LoRa WAN和LoRa技術，也是在這一年，Semtech將LoRa芯片IP授權給阿里巴巴。”黃旭東在分享中表示。

2020年，LoRa被納入國網(wǎng)的電力物聯(lián)網(wǎng)標準；2021年Semtech針對智能樓宇推出了私有網(wǎng)參考設計，支持客戶和生態(tài)圈的合作伙伴發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)方案；2022年，LoRa Cloud被集成至騰訊云物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺，一起推動LoRa Edge地理定位平臺的發(fā)展，以更好地滿足國內(nèi)客戶的地理定位服務需求；同年，Semtech針對智慧工廠和公共安全推出了基于LoRa的私有網(wǎng)參考設計。

經(jīng)過十年的發(fā)展，LoRa在物聯(lián)網(wǎng)多個物聯(lián)網(wǎng)垂直市場得到了成功部署，比如智慧公用事業(yè)、電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)/工廠自動化、智慧農(nóng)業(yè)、資產(chǎn)管理、安防和消防、智慧園區(qū)和樓宇等。

黃旭東表示，Semtech不僅提供技術，也為生態(tài)、客戶提供連接方案，助力客戶把應用場景做得更好。Semtech在深圳和上海的LoRa解決方案開發(fā)中心，持續(xù)為客戶提供深度的技術支持，開發(fā)創(chuàng)新網(wǎng)絡解決方案。2022年，Semtech針對中國客戶推出了基于 LoRa 的私有網(wǎng)參考設計，進一步豐富了LoRa組網(wǎng)選項；同年也將由LoRa Cloud服務支持的LoRa Edge地理定位平臺，集成至騰訊云物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺，以更好地滿足國內(nèi)客戶的地理定位服務需求。近期推出的FMS LoRa組網(wǎng)解決方案，則為工業(yè)等行業(yè)應用提供輕量化、低成本的設計參考。

LoRa新產(chǎn)品及組網(wǎng)方案

在LoRa新產(chǎn)品方面，Semtech中國區(qū)LoRa市場戰(zhàn)略總監(jiān)甘泉在十周年慶上介紹了Semtech第三代LoRa Connect收發(fā)器產(chǎn)品LR1121。據(jù)他介紹，與LR1110和LR1120芯片不太一樣的是，LR1121是LoRa無線的芯片。之前推出的LoRa Edge LR1110和1120，很大一部分是做定位功能的。但LR1121是不帶定位功能的，它是純無線通信和無線連接的芯片。LR1121支持多頻段，包括Sub-GHz 、2.4GHz LoRa和衛(wèi)星通訊S頻段。

圖：Semtech中國區(qū)LoRa市場戰(zhàn)略總監(jiān)甘泉

據(jù)了解，LR1121芯片在性能、功耗、穩(wěn)定性以及靈敏度等各方面，都有了很大的提升。它可以連接LoRa Cloud，但不支持GNSS掃描和WiFi掃描。LR1121不僅具有LoRa技術低功耗、遠距離的特點，還可以與LR1120和LR1121引腳兼容，使用起來非常方便。同時，LR1121也支持LoRa Basics調(diào)制解調(diào)器軟件，簡化了開發(fā)過程。LR1121支持多頻段的特點，使它可以在很多地方使用，同時芯片級加密也提高了通信安全性。

LR1121的應用場景也很廣泛，它不僅適用于Sub-GHz或2.4GHz的場景，在兩者結合起來的場景也可以用。比如在一些需要數(shù)據(jù)傳輸速率相對高一點的場景，就開2.4GHz；如果相對速率可以低一點，但需要遠距離的時候，可以開Sub-GHz。因此，對于一些船只，或者國際物流，這顆芯片就能起到很大的幫助作用。這顆芯片可以應用于多樣化的場景中，包括公用事業(yè)、工業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)、環(huán)境、智能樓宇和家居、零售、智慧城市、醫(yī)療等。即使客戶只使用其中的Sub GHz或者2.4GHz，它也能帶來更好的效果。

甘泉同時指出，通過采用LR11xx第三代產(chǎn)品，可以幫助合作伙伴和客戶實現(xiàn)更小的外形尺寸，制造商也能更快地將設備推向市場。例如，Semtech與Murata合作，開發(fā)新型LR1110、LR1120和LR1121 射頻模組；與JOHANSON TECHNOLOGY合作，Johanson IPDs用兩個集成無源器件取代多個射頻無源器件。

在開發(fā)生態(tài)方面，LR1121開發(fā)套件包含Sub-GHz天線以及LoRa 2.4GHz天線。客戶可以一邊接Sub-GHz的，一邊接2.4GHz的。至于工程師比較關心的這顆芯片可不可以同時跑Sub-GHz和2.4GHz，甘泉的回復是，這兩個頻段可以同時存在，但是工作的時候是分時工作的。

在組網(wǎng)方面，Semtech很早就意識到，不但要持續(xù)推出LoRa芯片，還需要組網(wǎng)方案，因此，LoRa聯(lián)盟推出了基于LoRa技術的LoRaWAN低功耗廣域網(wǎng)標準，在國內(nèi)也得到了應用。另外，在部分應用場景中，一些客戶更傾向于使用私有組網(wǎng)方案，因此，Semtech近期推出了FMS （Facilities Monitoring System） LoRa組網(wǎng)解決方案。

圖：Semtech中國區(qū)市場戰(zhàn)略總監(jiān)成曉林

據(jù)Semtech中國區(qū)市場戰(zhàn)略總監(jiān)成曉林介紹，F(xiàn)MS是基于LoRa的自組網(wǎng)參考設計。Semtech在2022年10月份完成了FMS 1.0版本，2023年3月發(fā)布了升級后的2.0版本，客戶可以直接使用FMS參考設計，同時也可以參考FMS來開發(fā)適合不同應用需求的LoRa自組網(wǎng)協(xié)議。

其主要特點是：

• 一些客戶需要輕量級的組網(wǎng)協(xié)議，而FMS恰好適應了這種需求
• 低成本網(wǎng)關設計，支持單網(wǎng)關或多網(wǎng)絡級聯(lián)
• 國內(nèi)有的客戶希望把網(wǎng)絡服務器下沉到網(wǎng)關里面。在FMS里面，Semtech將NS（Network Server）下沉到主網(wǎng)關，這樣在云上處理會比較簡單
• 干擾規(guī)避和頻率調(diào)整。現(xiàn)在藍牙、WiFi、蜂窩、LoRa等無線技術非常多，干擾是很難避免的。Semtech在FMS里面增加了一個功能，可以掃描環(huán)境里面的干擾源，實現(xiàn)干擾規(guī)避和頻率調(diào)整
• FMS支持半雙工和全雙工的應用
• FMS還支持CSMA，LBT以及特有的頻率規(guī)劃

總的來說，其獨特的優(yōu)勢包括了輕量級、低成本；多網(wǎng)關設計保證了系統(tǒng)容量的可裁剪性和擴展性，適用于幾十、幾百、甚至幾千節(jié)點的LoRa應用場景，能夠適配大、小應用場景的組網(wǎng)設計；具備快速處理告警能力，尤其適合對告警響應實時性要求較高的眾多使用場景，包括煙感/消防、安防、大型園區(qū)和廠房。

成曉林還特別介紹了今年Semtech與上海復旦微電子聯(lián)合推出的MCU+SX126x參考設計，該參考設計采用了Semtech LoRa Core SX126x系列芯片以及復旦微電子的FM33LE0系列MCU產(chǎn)品，包含硬件參考設計以及基本的軟件參考代碼設計。他認為，復旦微MCU的目標市場和LoRa非常吻合，包括消防、安防和工業(yè)等。

該參考設計的主要優(yōu)勢包括：具有更高性價比、組網(wǎng)更靈活、現(xiàn)場部署更方便、幫助客戶簡化開發(fā)流程、節(jié)省開發(fā)周期。該參考設計已經(jīng)在今年2月13日正式發(fā)布。據(jù)成曉林透露，目前為止，已有很多客戶下載參考設計或要求評估板，并且數(shù)量在不斷增長。

與合作伙伴共同掘金物聯(lián)網(wǎng)市場

LoRa生態(tài)系統(tǒng)將產(chǎn)業(yè)鏈中的上下游企業(yè)，包括網(wǎng)絡運營商、設備制造商、軟件供應商、芯片供應商、云和應用供應商等，都聯(lián)合在了一起。通過這樣的協(xié)同合作，實現(xiàn)了LoRa技術和LoRaWAN標準的廣泛采用。

目前，國內(nèi)LoRa產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)已經(jīng)超過了3000家，形成了融合運營商、互聯(lián)網(wǎng)巨頭以及解決方案商、模塊提供商和網(wǎng)關制造商等的龐大生態(tài)體系，并且這一生態(tài)仍在持續(xù)擴大。

在此次十周年慶活動上，來自LoRa產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)騰訊、星縱物聯(lián)，及利爾達分享了他們的LoRa解決方案。比如騰訊云物聯(lián)網(wǎng)資深架構師鄭冬冬分享了騰訊云對LoRa Edge的位置服務的集成和支持。由于LoRa Edge系列芯片對WiFi和GNSS定位的支持，且Semtech創(chuàng)新地將原本需要在本地進行位置的解算搬到了云端，大幅降低了功耗。

騰訊在騰訊云物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺做了LoRa Edge云端衛(wèi)星解算服務的集成，除了衛(wèi)星定位的能力支持，騰訊還提供了騰訊地圖在WiFi定位的資源，同時平臺還提供了一些比較有特色的微信小程序的支持，方便用戶使用。

圖：騰訊云物聯(lián)網(wǎng)資深架構師鄭冬冬

鄭冬冬還分享了這套定位解決方案在牧場做牛羊定位監(jiān)控；汽車中轉倉中數(shù)量龐大的汽車監(jiān)控；與星縱物聯(lián)合作的醫(yī)院人員與資產(chǎn)的室內(nèi)定位等等成功案例。

圖：星縱物聯(lián)副總經(jīng)理鄭淵瑞

星縱物聯(lián)在LoRa的基礎上做了一些技術創(chuàng)新，比如為了讓客戶安裝部署更便捷，他們的大部分終端設備都支持手機NFC無線配置；為了解決設備響應的及時性，星縱物聯(lián)在整個標準的LoRaWAN協(xié)議上增加了Milesight D2D功能，大大縮短了節(jié)點之間的響應時間，可以把響應時間控制到1秒左右。此外星縱物聯(lián)還將組播功能、底噪掃描功能應用到網(wǎng)關產(chǎn)品中，目的就是為了讓客戶網(wǎng)關部署更加簡單高效。

星縱物聯(lián)副總經(jīng)理鄭淵瑞分享了兩個成功的案例，一個是用47000臺室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測傳感器和2600臺基于LoRaWAN的基站網(wǎng)關，幫助魁北克省教育部在全省范圍內(nèi)搭建了教育系統(tǒng)的空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)；另一個是智能樓宇解決方案，比如他們在飛亞達大廈、先健科技大廈部署一些LoRa設備，幫助企業(yè)在燈光控制、能源管理、環(huán)境管理和空間管理等方面進行數(shù)字化升級改造，幫助客戶實現(xiàn)降本增效的同時，也提高了辦公環(huán)境的舒適度。

利爾達無線產(chǎn)品經(jīng)理張輝則分享了他們用LoRa做熱控閥調(diào)節(jié)與無線遠傳基于LoRa的水表閥控方案。

結語

物聯(lián)網(wǎng)市場的發(fā)展才剛剛起步，可以預見的是未來數(shù)字化的轉型會促進物聯(lián)網(wǎng)市場的進一步發(fā)展，加上從云計算到邊緣計算的轉移，效率將會極大提升，未來物聯(lián)網(wǎng)市場中，將會出現(xiàn)更多樣化、更復雜的應用，而物聯(lián)網(wǎng)技術將會趨于融合。

經(jīng)過十年的發(fā)展，LoRa技術已經(jīng)日漸成熟，未來隨著物聯(lián)網(wǎng)市場的進一步擴大，LoRa的市場機會將更大。