- 文献综述（或调研报告）：
1.LoRa发展概况
LoRa是半导体Semtech公司利用高级扩频技术，提出的一种低功率、长距离的物联网通信技术。在2013年8月，Semtech公司向业界正式发布了一种新型的使用1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术（Long Range，简称LoRa）的芯片。其接受灵敏度达到了惊人的-148dbm，与业界其他先进水平的sub-GHz芯片相比，最高的接收灵敏度改善了20db以上，这确保了网络连接可靠性。而后在2015年3月，在世界通信大会上，成立LoRa联盟(LoRa Alliance ) ，一个开放性的、非盈利性质的、志在将LoRa技术在全球推广、实现商用LoRa技术的组织，它的使命在于规范已经在全球大量部署的低功耗广域网，保证不同智能工业应用的正常发展，比如物联网(IoT)、机器对机器(M2M)以及智慧城市、农业等不同的工业应用。LoRa联盟主要由物联网业界的领导者发起，包括美国Semtech、法国AcTlity、中国AUGTEK、荷兰皇家电信KPN等公司，2018年已有超过500多个会员，已经变成了技术领域中最大、发展最快的联盟之一。LoRa联盟的成员来自全球，包括跨国的通信公司、设备制造厂商、系统集成厂商、传感器制造商、创业公司和半导体公司等。这些企业和公司构成了一个完整的LoRa产业链，对于LoRa技术的快速发展和不断完善有极大的促进作用。
目前，世界多个地区都已经开始进行试点以及部署LoRa网络，根据LoRa联盟2016年初的数据表明，开始着手建立LoRa网络的国家在全球已经多达9个，而另外56个国家也准备开始进行LoRa网络的试点工作。按照官方2017年4月的声明，网络部署情况是这样：34个公开声明部署的网络，至少150个在进行的城市试点部署。
同时为了规范LoRa技术在全球范围的标准化以及快速的发展，LoRa联盟也推出来一个开源的基于低功耗广域网的标准，LoRaWan。LoRaWan所着手解决和瞄准的是移动通讯、通讯的安全、通讯的位置定位这些物联网通讯技术中的核心。LoRaWan的主要目的是让物联网设备之间能够无缝的对接完成交互操作，给LoRa领域的企业、开发者以及用户更加方便、更加自由的操作权限。按照LoRa联盟官方白皮书《what is LoRaWAN》的介绍，LoRaWAN是为LoRa远距离通信网络设计的一套通讯协议和系统架构。另外官方提供了一张略偏技术的协议层次图，如图1所示。
图 1：LoRaWan层次协议图
LoRaWan协议主要定义了LoRaWan物联网的网络框架、终端种类、数据收发的机制、MAC层的命令等，以及LoRaWan在全球各个地区在物理层参数上的差别，包括频段的区别、信道的划分、数据的速率和发送功率、最大的数据长度等。在协议和网络架构的设计上，充分考虑了节点功耗，网络容量，QoS，安全性和网络应用多样性等几个因素。LoRaWAN的网络架构一般是星型结构，主要包括网关、终端设备以及后端服务器，其中网关起到一个消息驿站的作用，用于实现终端设备和后端中央网络服务器之间消息的中继。图2是LoRa联盟官方白皮书中的网络架构图。LoRaWAN协议让智能物体之间的操作实现了无缝性，不需要复杂本地安装，就能实现让用户、开发者以及公司自由地使用物联网。结合来自ST的LoRa白皮书《IoT connectivity made easier STM32 MCUs amp; LoRa》的行业生态，如图3所示，可以对这一点有更深刻的认知。
图 2：LoRaWan网络架构图
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