LoRaWAN网关是什么?

2024-07-04 G-NiceRF官网
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LoRaWAN网关是LoRaWAN物联网架构中的一个核心硬件组件,通过它可以从设备收集数据并将其转发至网络服务器。可以说没有LoRaWAN网关,就不可能有LoRaWAN物联网网络。

(LoRaWAN物联网架构)

LoRaWAN网关构成:

构造方面,一个LoRaWAN网关主要由两个组件构成:主机和集中器。


第一个组件,称为主机,主机是LoRaWAN网关的大脑。它其实是一台微型计算机,负责控制集中器实现无线收发功能,并将数据包转发至网络服务器。在主机中运行的关键软件被称为包转发器,它决定了哪个网络服务器将接受由LoRaWAN网关收集的数据包。


第二个组件是集中器。它是LoRaWAN网关的RF(射频)部分,在其前端部分有RF芯片,可以同时接收数据。集中器上有一个数字基带芯片,对RF信号进行数字信号处理,使其对主机有意义。LoRaWAN网关的主机和集中器在板级上通过串行进行通信。


除了集中器和主机之外,每个LoRaWAN网关都还需要一个很重要的东西,即外壳。外壳可以保护网关不受周围环境变量的影响。外壳会根据预期使用环境而改变,比如:室内网关采用紧凑的外壳。而户外网关则使用更加坚固、耐用和防水的外壳。

(NiceRF LoRaWAN网关)

LoRaWAN网关的频率

与其它网关一样,LoRaWAN网关也需要在规定的工作频率上工作。在特定国家部署网关时,必须要遵循LoRa联盟的区域参数。不过,它是没有通用频率的,每个国家对使用非授权MHz频段都有不同的法律规定。例如,中国的LoRaWAN频段是CN470(470-510MHz),欧洲和美国的则分别是EU868(863-870MHz)和US915(902-928MHz)。每个国家都有其特定的频道。详细情况,你们可以参考LoRa联盟的区域参数文件。


对了,LoRaWAN网关和设备必须要在相同频率的计划中才能运行工作。假如LoRaWAN设备与LoRaWAN网关使用了不同的频率计划,这个设备就会对网关不可见。这种情况下,LoRaWAN网关就没办法将设备数据转发至网络服务器。

(LoRaWAN网关运行框图)

LoRaWAN网关在线或离线部署

根据物联网应用的要求和限制,LoRaWAN网关可以进行在线或离线部署。对于在线网关来说,它需要有一个回程网络来连接到互联网,其通信回程可选WiFi、以太网、蜂窝网络等。在线连接的网关主要通过使用部署在云端的LoRaWAN网络服务器,这些服务器主要包括The Things Stack、腾讯云物联网平台和用于LoRaWAN的AWS IoT Core等。LoRaWAN网关离线部署时,可以利用LoRaWAN网关本身的内置网络服务器,或者连接到本地部署在PC或服务器上的网络服务器。其用于本地网络的主流网络服务器之一是Chirpstack。在这种情况下,无论网关是在线还是离线,都必须向LoRaWAN网络服务器注册,然后对数据包转发器进行适当地设置。

 

LoRaWAN网关看起来很复杂,但其实它只是设备和网络服务器之间的一个“中间人”。它的第一项工作是通过选择适当的频率计划来接收数据包,当然该计划与它所部署地区的设备需要是匹配的。第二项工作是将数据正确地转发到网络服务器,在这过程中,LoRaWAN网关是通过数据包转发器来注册的。有了这些充分地配置,就可以在短时间内拥有能工作的LoRaWAN网关。

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