LoRa無(wú)線(xiàn)通訊在智能路燈的應用方案

　　在LED節能路燈逐步普及后，傳統城市照明中能源利用率低、路燈狀態(tài)監控不便等問(wèn)題逐漸解決，節約了大量的人力物力，然而接下來(lái)如何去提高節能路燈監控方案性?xún)r(jià)比將成為市政建設的必然趨勢。

　　圖 1 市政節能LED燈

　　智能路燈能根據人流狀況、天氣情況有效調節燈的亮度，同時(shí)能監控燈體的狀態(tài)，提高維護效率。

　　圖 2 根據人流狀態(tài)調節亮度

　　從電力載波到現今的LoRa技術(shù)

　　傳統的路燈傳輸的電力載波模塊優(yōu)點(diǎn)是可以直接復用供電線(xiàn)作為信號傳輸線(xiàn)，但受?chē)鴥绕毡椴缓细耠娔苜|(zhì)量干擾嚴重，傳輸效果很不理想且價(jià)格較高，亟待優(yōu)化。從“降低終端模塊成本”、“方便布線(xiàn)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(wú)線(xiàn)傳輸方案是一個(gè)很好的選擇。

　　圖 3 組網(wǎng)方式為多級傳輸

　　而要進(jìn)一步降低成本則要從“減少路由數量”角度考慮，這就要用到遠距離傳輸的LoRa技術(shù)了。

　　低功耗和遠距離傳輸在無(wú)線(xiàn)通訊上向來(lái)只能二選一，直到將原本軍用的LoRa低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)(即Low Power Wide Area Network技術(shù)的一種，簡(jiǎn)稱(chēng)LPWAN)轉為商用。在發(fā)射功率一定時(shí)，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(huì )同時(shí)導致通信速率降低。

　　圖 4 靈活可調的擴頻因子

　　LoRa無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)的幾大優(yōu)勢

　　對于未實(shí)現智慧市政和已經(jīng)采用電力載波、短距離無(wú)線(xiàn)傳輸方案而言，要實(shí)現對城市內幾個(gè)大區路燈的實(shí)時(shí)控制層級精簡(jiǎn)化，成本低廉化，要同時(shí)滿(mǎn)足長(cháng)距離和低功耗兩個(gè)需求，LoRa方案在這一領(lǐng)域具備兩大優(yōu)勢：

　　l減少路由，LoRa無(wú)線(xiàn)擴頻技術(shù)，具備-148dBm的接收靈敏度，比起傳統470MHz傳輸，擁有超過(guò)兩倍的通信距離和覆蓋面積，大大減少網(wǎng)關(guān)數量和施工成本，以及施工復雜度，傳統組網(wǎng)中數量巨大的路由及需要精心計算傳輸范圍內路由最佳放置點(diǎn)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(huì )對無(wú)線(xiàn)通訊產(chǎn)生很強的干擾作用，LoRa采用ISM頻段無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，融合了數字擴頻、數字信號處理和前向糾錯編碼，有效保證無(wú)線(xiàn)通訊穩定可靠和抗干擾能力;

　　LoRa模塊的應用

　　l節點(diǎn)方案

　　LED路燈智能管理系統節點(diǎn)(節點(diǎn)包括：無(wú)線(xiàn)傳輸模塊、核心控制系統、LED燈體)無(wú)線(xiàn)傳輸部分采用LoRa無(wú)線(xiàn)模塊如ZM470SX-M / ZM433SX-M。由于以上幾個(gè)產(chǎn)品應用環(huán)境的特殊性，ZLG致遠電子還為客戶(hù)提供各種天線(xiàn)布局方面的協(xié)助服務(wù)，為客戶(hù)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(shù)的智能路燈控制邏輯

　　l網(wǎng)關(guān)方案

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域ZLG致遠電子推出了智能無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)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(wú)線(xiàn)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(hù)快速搭建合適自身行業(yè)的智能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。

　　圖 6 IoT-3968智能無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)