LoRa無線通訊在智能路燈的應用方案

　　在LED節(jié)能路燈逐步普及后，傳統(tǒng)城市照明中能源利用率低、路燈狀態(tài)監(jiān)控不便等問題逐漸解決，節(jié)約了大量的人力物力，然而接下來如何去提高節(jié)能路燈監(jiān)控方案性價比將成為市政建設的必然趨勢。

　　圖 1 市政節(jié)能LED燈

　　智能路燈能根據(jù)人流狀況、天氣情況有效調(diào)節(jié)燈的亮度，同時能監(jiān)控燈體的狀態(tài)，提高維護效率。

　　圖 2 根據(jù)人流狀態(tài)調(diào)節(jié)亮度

　　從電力載波到現(xiàn)今的LoRa技術

　　傳統(tǒng)的路燈傳輸?shù)碾娏d波模塊優(yōu)點是可以直接復用供電線作為信號傳輸線，但受國內(nèi)普遍不合格電能質(zhì)量干擾嚴重，傳輸效果很不理想且價格較高，亟待優(yōu)化。從“降低終端模塊成本”、“方便布線且便于維護”等方面考慮，市政路燈管理采用ZigBee短距離可組網(wǎng)的無線傳輸方案是一個很好的選擇。

　　圖 3 組網(wǎng)方式為多級傳輸

　　而要進一步降低成本則要從“減少路由數(shù)量”角度考慮，這就要用到遠距離傳輸?shù)?a class="contentlabel" href="http://www.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/LoRa">LoRa技術了。

　　低功耗和遠距離傳輸在無線通訊上向來只能二選一，直到將原本軍用的LoRa低功耗廣域網(wǎng)技術(即Low Power Wide Area Network技術的一種，簡稱LPWAN)轉(zhuǎn)為商用。在發(fā)射功率一定時，通常擴頻因子被設置得越大，模塊可獲得的接收靈敏度就越高，通信距離將越遠，但會同時導致通信速率降低。

　　圖 4 靈活可調(diào)的擴頻因子

　　LoRa無線傳輸技術的幾大優(yōu)勢

　　對于未實現(xiàn)智慧市政和已經(jīng)采用電力載波、短距離無線傳輸方案而言，要實現(xiàn)對城市內(nèi)幾個大區(qū)路燈的實時控制層級精簡化，成本低廉化，要同時滿足長距離和低功耗兩個需求，LoRa方案在這一領域具備兩大優(yōu)勢：

　　l減少路由，LoRa無線擴頻技術，具備-148dBm的接收靈敏度，比起傳統(tǒng)470MHz傳輸，擁有超過兩倍的通信距離和覆蓋面積，大大減少網(wǎng)關數(shù)量和施工成本，以及施工復雜度，傳統(tǒng)組網(wǎng)中數(shù)量巨大的路由及需要精心計算傳輸范圍內(nèi)路由最佳放置點的難題也一并解決;

　　l超強抗干擾，路燈供電電纜及高樓林立的復雜城市路況都會對無線通訊產(chǎn)生很強的干擾作用，LoRa采用ISM頻段無線通信技術，融合了數(shù)字擴頻、數(shù)字信號處理和前向糾錯編碼，有效保證無線通訊穩(wěn)定可靠和抗干擾能力;

　　LoRa模塊的應用

　　l節(jié)點方案

　　LED路燈智能管理系統(tǒng)節(jié)點(節(jié)點包括：無線傳輸模塊、核心控制系統(tǒng)、LED燈體)無線傳輸部分采用LoRa無線模塊如ZM470SX-M / ZM433SX-M。由于以上幾個產(chǎn)品應用環(huán)境的特殊性，ZLG致遠電子還為客戶提供各種天線布局方面的協(xié)助服務，為客戶縮短研發(fā)周期、提升產(chǎn)品整體競爭力提供有效的保證。

　　圖 5 基于LoRa技術的智能路燈控制邏輯

　　l網(wǎng)關方案

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域ZLG致遠電子推出了智能無線網(wǎng)關Iot-3968，以ARM9為核心，采用兩路MiniPCIE接口設計，并提供多種可選配的無線接口模塊(采用MiniPCIE接口設計，包括Wi-Fi、ZigBee、LoRa、GPRS/3G/4G等)，方便客戶快速搭建合適自身行業(yè)的智能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關產(chǎn)品。

　　圖 6 IoT-3968智能無線網(wǎng)關