新增兩個(gè)頻段 LoRa支持資產(chǎn)管理實(shí)現(xiàn)全球通

一直以來，資產(chǎn)管理對不同無線技術(shù)的應(yīng)用持開放態(tài)度，包括GPS、藍(lán)牙、UWB、Wi-Fi、NB-IoT、LoRa等在內(nèi)的無線技術(shù)在不同場景中通過不同的運(yùn)作模式來發(fā)揮不同的作用。一個(gè)典型的模式是，在前端通過無線技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，再通過無線傳輸，把數(shù)據(jù)回傳到后端云管理平臺，由平臺解析來完成資產(chǎn)定位和管理。

這一模式廣泛適用于諸如三表、消防、安防、園區(qū)管理、資產(chǎn)管理等應(yīng)用。而定位和回傳技術(shù)的差異化，體現(xiàn)出不同應(yīng)用場景的不同需求。例如，物流行業(yè)的資產(chǎn)管理，在室內(nèi)可以用Wi-Fi定位，室外用GNSS定位，而需要同時(shí)支持室內(nèi)和室外的，可以用LoRa Edge^TM ——這是Semtech推出的基于LoRa的地理定位低功耗平臺。筆者曾經(jīng)在較早前的《Semtech年度盤點(diǎn)》一文中詳細(xì)介紹過這一方案，以及該平臺首顆芯片LR1110。

LR1110結(jié)合LoRa Cloud^TM 提供了區(qū)域級的物聯(lián)網(wǎng)地理定位服務(wù)能力，不過，Semtech從一開始就把LoRa Edge定義成可以在全球范圍內(nèi)提供物流運(yùn)輸和大規(guī)模資產(chǎn)管理服務(wù)的平臺。要在全球范圍內(nèi)擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)連接和地理定位部署，需要地面和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同才能實(shí)現(xiàn)。從區(qū)域級到全球，地理定位側(cè)沒有太大變化（如Wi-Fi+GNSS），回傳連接的普適性是核心問題。

例如，LR1110之前用Sub-GHz頻段，其頻譜干擾更少；但由于國內(nèi)對相關(guān)數(shù)據(jù)跨境流動有限制，加上全球不同地區(qū)的Sub-GHz存在不同的頻譜標(biāo)準(zhǔn)，要做全域的支持，包括認(rèn)證在內(nèi)，成本過高。因此，在LR1110的基礎(chǔ)上，Semtech推出了最新升級版的芯片組LR1120。

據(jù)Semtech中國區(qū)LoRa市場戰(zhàn)略總監(jiān)甘泉介紹，相比LR1110，LoRa Edge LR1120增加了衛(wèi)星通信S頻段和2.4GHz LoRa兩個(gè)頻段。在2.4GHz頻段，LR1120支持該頻段的LoRa調(diào)制和FSK調(diào)制。同時(shí)，LR1120上加入了衛(wèi)星通信S頻段，覆蓋從1.9 GHz到2.2 GHz的頻率。此外，LR1120還保留了常見的 Sub-GHz LoRa頻段，以及LR1110的GNSS掃描以及Wi-Fi掃描這兩個(gè)全球功耗最低的定位技術(shù)。

Semtech在發(fā)布會中介紹了LoRa Edge LR1120的主要特點(diǎn)，包括：

•LoRa多頻段收發(fā)通信功能（sub-GHz、2.4GHz和用于衛(wèi)星通信的授權(quán)S頻段），以及等多種地理定位技術(shù)融合（如室外使用GNSS，在室內(nèi)及衛(wèi)星信號弱的區(qū)域使用Wi-Fi）

•LoRa Cloud地理定位求解器將計(jì)算由設(shè)備端轉(zhuǎn)移至云端，電池僅需一次部署就可以長時(shí)間使用支持GPS 和北斗定位系統(tǒng)

•硬件加密引擎，增強(qiáng)安全性

值得一提的是，LR1120和LR1110的引腳完全一致，并且功耗也完全相同，這意味著用戶可以100%進(jìn)行方案替換實(shí)現(xiàn)升級。

單芯片多頻段提供了更高的互操作性、靈活性和擴(kuò)展性，例如在工業(yè)4.0的通用場景應(yīng)用中，Sub-GHz支持?jǐn)?shù)據(jù)量小、遠(yuǎn)程傳感和偶爾連接的場景，如自動感應(yīng)和倉儲管理等；而2.4GHz則適用于數(shù)據(jù)量大、中近距離傳感和頻繁連接的場景，如狀態(tài)監(jiān)控、健康和安全等。

甘泉進(jìn)一步解釋了這些特性對實(shí)際應(yīng)用的幫助。Sub-GHz只能在一個(gè)國家或特定區(qū)域內(nèi)工作，一旦到其他區(qū)域，就需要對頻率進(jìn)行調(diào)整，即其無法在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)全覆蓋部署。同時(shí)，在沙漠、海洋和高空等沒有網(wǎng)關(guān)和基站的區(qū)域中，如果想實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)無縫覆蓋，就只能使用衛(wèi)星通信技術(shù)。

現(xiàn)在的衛(wèi)星技術(shù)頻段包括衛(wèi)星通信S頻段和Sub-GHz ISM頻段。1.9～2.2 GHz是專用的衛(wèi)星頻段，在該芯片發(fā)布之前，LoRa在近地衛(wèi)星的應(yīng)用只能采用Sub-GHz的ISM頻段。LoRa的衛(wèi)星通信具備“全球無死角” 的能力，其缺點(diǎn)是現(xiàn)在的衛(wèi)星覆蓋不夠多，且實(shí)時(shí)性較差。

如果LoRa Sub-GHz在某個(gè)特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了高覆蓋率，那么這個(gè)時(shí)候就可以使用Sub-GHz進(jìn)行通信。但如果需要對在不同國家航行的海運(yùn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤時(shí)，則適合使用2.4GHz的頻率進(jìn)行追蹤和通信。

因此，將這三個(gè)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)組合后，可以有效覆蓋制造、分銷、航運(yùn)/海運(yùn)、海關(guān)、入庫、陸地運(yùn)輸和抵達(dá)客戶等各個(gè)環(huán)節(jié)，并且實(shí)現(xiàn)高效率、低功耗和低成本。同時(shí)，因?yàn)檎椎木W(wǎng)絡(luò)都通過同一個(gè)芯片支持，實(shí)現(xiàn)所有的功能不會增加成本。

事實(shí)上，在LoRa芯片支持S頻段之前， LoRa在國內(nèi)外已經(jīng)被部署在了很多近地衛(wèi)星通信的場景中，但是這種方式存在一定的局限性：首先，LoRa只有等到近地衛(wèi)星在其上方通過時(shí)才能上傳數(shù)據(jù)。如果近地衛(wèi)星的數(shù)量不夠多，LoRa設(shè)備則無法持續(xù)上傳。其次，如果使用的是 ISM頻段，衛(wèi)星會受到很多干擾。而S頻段則可以有效解決上述問題，更多高質(zhì)量的解決方案也應(yīng)運(yùn)而生。

Semtech中國區(qū)銷售副總裁黃旭東表示，在海洋、沙漠等沒有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的空曠區(qū)域，需要通過衛(wèi)星通信來實(shí)現(xiàn)定位功能,比如船舶在國際海運(yùn)中就會用到2.4GHz頻段，在空曠的地方回傳信號時(shí)可以通過衛(wèi)星通信，從而實(shí)現(xiàn)了全球范圍的覆蓋。目前，LoRa Edge LR1120是唯一一個(gè)可以全球通用的且支持衛(wèi)星通信頻段的LoRa芯片，同時(shí)具有低功耗的優(yōu)勢。海運(yùn)物流管理的市場空間廣闊，對衛(wèi)星定位的需求也很大。

LR1120的應(yīng)用場景

在LoRa中增加用于衛(wèi)星通信的S頻段，將幫助其優(yōu)化傳統(tǒng)的SCADA監(jiān)控，拓展新的應(yīng)用與市場，特別是其在偏遠(yuǎn)地區(qū)的部署。在2021年，LoRa聯(lián)盟就發(fā)布過一個(gè)支持LR-FHSS（遠(yuǎn)距離跳頻擴(kuò)頻）功能的協(xié)議，Semtech也發(fā)布了兼容LR-FHSS的相關(guān)芯片，以更好地應(yīng)用于衛(wèi)星通信。目前，Semtech衛(wèi)星項(xiàng)目的客戶包括EchoStar、SpaceX (Swarm)等。