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，但受國內普遍不合格電能質量干擾嚴重，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.ex-cimer.com/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