LoRa十年后再出發，未來發展潛力大

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

據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走過了飛速發展的10年，截止到2023年3月30日，全球已經部署了600萬個基于LoRa的網關，3億個基于LoRa的終端節點，181家采用LoRaWAN連接的公共網絡運營商，而且這個數字還在持續增加。

Semtech全球銷售高級副總裁 Mike Rodensky

LoRa的十年發展歷程

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發布了第一款LoRa芯片產品
• 2015年：LoRa聯盟（LoRa Alliance）成立，并推出LoRaWAN 標準，逐漸形成了廣泛的產業生態
• 2018年：Semtech收購了TrackNet，為資產追蹤類產品打下了技術基礎
• 2019年：Semtech推出首個LoRa CloudTM服務平臺
• 2020年：Semtech發布了LoRa EdgeTM 地理定位平臺
• 2021年：LoRaWAN被國際電信聯盟（ITU-T）正式批準為低功耗廣域網絡（LPWAN）的全球通信標準，標志著其從物聯網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

圖：Semtech亞洲區銷售副總裁黃旭東

Semtech亞洲區銷售副總裁黃旭東則重點介紹了LoRa在中國市場的發展情況，自從2013年Semtech推出第一個LoRa產品后，LoRa產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合作伙伴的青睞。

2015年，LoRa產品獲得了所有大型燃氣表喝水表公司的認可，LoRa產品開始大規模量產。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化。由于這些表類產品應用環境非常惡劣，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流程，大幅降低成本。因此，LoRa技術的產品得到了快速的認證，并在一年內就實現了量產。

2016年，中興克拉加入LoRa聯盟，并發起中國LoRa應用聯盟CLAA，共同推動LoRa技術發展；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聯盟?！八麄儾粌H加入了LoRa聯盟，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?！秉S旭東在分享中表示。

2020年，LoRa被納入國網的電力物聯網標準；2021年Semtech針對智能樓宇推出了私有網參考設計，支持客戶和生態圈的合作伙伴發展物聯網方案；2022年，LoRa Cloud被集成至騰訊云物聯網開發平臺，一起推動LoRa Edge地理定位平臺的發展，以更好地滿足國內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的私有網參考設計。

經過十年的發展，LoRa在物聯網多個物聯網垂直市場得到了成功部署，比如智慧公用事業、電網監控系統、工業/工廠自動化、智慧農業、資產管理、安防和消防、智慧園區和樓宇等。

黃旭東表示，Semtech不僅提供技術，也為生態、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解決方案開發中心，持續為客戶提供深度的技術支持，開發創新網絡解決方案。2022年，Semtech針對中國客戶推出了基于 LoRa 的私有網參考設計，進一步豐富了LoRa組網選項；同年也將由LoRa Cloud服務支持的LoRa Edge地理定位平臺，集成至騰訊云物聯網開發平臺，以更好地滿足國內客戶的地理定位服務需求。近期推出的FMS LoRa組網解決方案，則為工業等行業應用提供輕量化、低成本的設計參考。

LoRa新產品及組網方案

在LoRa新產品方面，Semtech中國區LoRa市場戰略總監甘泉在十周年慶上介紹了Semtech第三代LoRa Connect收發器產品LR1121。據他介紹，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和衛星通訊S頻段。

圖：Semtech中國區LoRa市場戰略總監甘泉

據了解，LR1121芯片在性能、功耗、穩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調制解調器軟件，簡化了開發過程。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。比如在一些需要數據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、工業、智慧農業、環境、智能樓宇和家居、零售、智慧城市、醫療等。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第三代產品，可以幫助合作伙伴和客戶實現更小的外形尺寸，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。

在開發生態方面，LR1121開發套件包含Sub-GHz天線以及LoRa 2.4GHz天線?？蛻艨梢砸贿吔覵ub-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。

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

圖：Semtech中國區市場戰略總監成曉林

據Semtech中國區市場戰略總監成曉林介紹，FMS是基于LoRa的自組網參考設計。Semtech在2022年10月份完成了FMS 1.0版本，2023年3月發布了升級后的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來開發適合不同應用需求的LoRa自組網協議。

其主要特點是：

• 一些客戶需要輕量級的組網協議，而FMS恰好適應了這種需求
• 低成本網關設計，支持單網關或多網絡級聯
• 國內有的客戶希望把網絡服務器下沉到網關里面。在FMS里面，Semtech將NS（Network Server）下沉到主網關，這樣在云上處理會比較簡單
• 干擾規避和頻率調整?，F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，可以掃描環境里面的干擾源，實現干擾規避和頻率調整
• FMS支持半雙工和全雙工的應用
• FMS還支持CSMA，LBT以及特有的頻率規劃

總的來說，其獨特的優勢包括了輕量級、低成本；多網關設計保證了系統容量的可裁剪性和擴展性，適用于幾十、幾百、甚至幾千節點的LoRa應用場景，能夠適配大、小應用場景的組網設計；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、大型園區和廠房。

成曉林還特別介紹了今年Semtech與上海復旦微電子聯合推出的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、安防和工業等。

該參考設計的主要優勢包括：具有更高性價比、組網更靈活、現場部署更方便、幫助客戶簡化開發流程、節省開發周期。該參考設計已經在今年2月13日正式發布。據成曉林透露，目前為止，已有很多客戶下載參考設計或要求評估板，并且數量在不斷增長。

與合作伙伴共同掘金物聯網市場

LoRa生態系統將產業鏈中的上下游企業，包括網絡運營商、設備制造商、軟件供應商、芯片供應商、云和應用供應商等，都聯合在了一起。通過這樣的協同合作，實現了LoRa技術和LoRaWAN標準的廣泛采用。

目前，國內LoRa產業鏈企業已經超過了3000家，形成了融合運營商、互聯網巨頭以及解決方案商、模塊提供商和網關制造商等的龐大生態體系，并且這一生態仍在持續擴大。

在此次十周年慶活動上，來自LoRa產業鏈的企業騰訊、星縱物聯，及利爾達分享了他們的LoRa解決方案。比如騰訊云物聯網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。

騰訊在騰訊云物聯網開發平臺做了LoRa Edge云端衛星解算服務的集成，除了衛星定位的能力支持，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：騰訊云物聯網資深架構師鄭冬冬

鄭冬冬還分享了這套定位解決方案在牧場做牛羊定位監控；汽車中轉倉中數量龐大的汽車監控；與星縱物聯合作的醫院人員與資產的室內定位等等成功案例。

圖：星縱物聯副總經理鄭淵瑞

星縱物聯在LoRa的基礎上做了一些技術創新，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，星縱物聯在整個標準的LoRaWAN協議上增加了Milesight D2D功能，大大縮短了節點之間的響應時間，可以把響應時間控制到1秒左右。此外星縱物聯還將組播功能、底噪掃描功能應用到網關產品中，目的就是為了讓客戶網關部署更加簡單高效。

星縱物聯副總經理鄭淵瑞分享了兩個成功的案例，一個是用47000臺室內環境監測傳感器和2600臺基于LoRaWAN的基站網關，幫助魁北克省教育部在全省范圍內搭建了教育系統的空氣質量監測網；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，幫助企業在燈光控制、能源管理、環境管理和空間管理等方面進行數字化升級改造，幫助客戶實現降本增效的同時，也提高了辦公環境的舒適度。

利爾達無線產品經理張輝則分享了他們用LoRa做熱控閥調節與無線遠傳基于LoRa的水表閥控方案。

結語

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

經過十年的發展，LoRa技術已經日漸成熟，未來隨著物聯網市場的進一步擴大，LoRa的市場機會將更大。