“截至2023年3月30日,全球已部署了600万个基于LoRa的网关,基于LoRa的终端节点达到了3亿个,采用LoRaWAN连接的公共网络运营商达181家且还在持续增加。”在SemtechLoRa十年庆暨媒体交流会上,Semtech全球销售高级副总裁MikeRodensky介绍了过去十年LoRa技术的发展成绩。
据ABIResearch预测,到2026年,LoRa将占据全球非蜂窝低功耗广域网(LPWAN)连接超过50%的份额。由此可见,作为一种低功耗局域网无线标准,LoRa将凭借低功耗和远距离通讯的技术优势,在大量碎片化的物联网应用中具有广阔的发展前景。
LoRa十年发展
作为高质量模拟和混合信号半导体产品的领先供应商,Semtech公司致力于通过领先、创新和高质量的技术解决方案,建设一个更智能、互联和可持续的世界。
在物联网应用上,目前Semtech的无线射频技术可以构建更加智慧和互联的通讯方式,能够赋能数据中心的无线基础设施以及专业音视频设备和超高清(UHD)广播,还可以为用户提供更高的移动性,比如提供电路保护、接近感知以及支持可穿戴设备。
2013年,Semtech公司发布了一种远距离无线通讯技术方案——LORA。该技术突出的特点就是长距离和低功功耗,且抗干扰能力强,突破以前需要中继才能解决的覆盖场景。
过去十年,LoRa已经在全球范围内得到广泛应用。2022年,LoRa联盟宣布了LoRaWAN能够支持IPv6,这为Semtech以及LoRa生态带来了更加广阔的市场机遇。2022年,LoRa联盟吸收了93个新成员。
非常重要的一点是,LoRaWAN已经被国际电信联盟(ITU)正式批准成为低功耗广域网络(LPWAN)的开放性全球标准。LoRaWAN作为一项成熟的技术,也是唯一提供多个组网选项的LPWAN技术,支持公共网络、私有网、卫星、社区以及混合型网络。
今年3月,首批基于SemtechLoRa技术的AmazonSidewalk第三方产品现已上市。
值得一提的是,今年1月,Semtech还完成了对于物联网解决方案提供商SierraWireless的收购,将整合物联网未来发展的两大关键技术——LoRa和蜂窝技术,构建起全面的“芯片到云”平台,以助推产业数字化的发展。MikeRodensky表示,“无论客户是选择LoRa还是蜂窝方案,Semtech都能够给客户更好的支持。现今,全球企业都在进行数字化转型,Semtech也在其中发挥重要作用。”
当然,过去十年,LoRa技术也在中国得到了快速发展:2014年Semtech推出LoRa产品线;2015年在所有大型的燃气表和水表公司获得designwin;2018年阿里巴巴、腾讯和京东加入LoRa联盟,同时Semtech将LoRa芯片IP授权给阿里巴巴;2019年中国工信部公告52号规范了LoRa技术参数,为LoRa在中国明确了稳定的发展环境;2020年LoRa被纳入国网的电力物联网标准;目前已有超过3000家国内企业加入到了LoRa产业链中……
Semtech亚洲区销售副总裁黄旭东表示,“十年间,LoRa在物联网垂直市场中的发展硕果累累。”目前,Semtech在各大重点垂直市场成功实现了部署,跟中国各细分领域的代表厂商进行了深度合作,包括智慧公用事业(代表性客户:华润、新奥)、电网监控系统(代表性客户:上电科、安科瑞)、工业/工厂自动化(代表性客户:研华、有人)、智慧农业(代表性客户:矽递、滴翠)、资产管理(代表性客户:座头鲸、门思)、安防和消防(代表性客户:北大青鸟、华消)、智慧园区和楼宇(代表性客户:唯传、星纵、信锐)。
目前,Semtech在深圳和上海都设立了LoRa解决方案开发中心,重点为生态合作伙伴提供深度技术支持和开发网络解决方案。黄旭东表示,“Semtech不仅提供技术,也为生态、客户提供连接方案,助力把应用场景做得更好。”
2023年物联网应用赋能新方案
过去十年,Semtech针对物联网应用不断推出新的产品和技术,继2013年推出第一代LoRa产品之后,于2018年推出了第二代低功耗LoRa芯片,以及后续又又推出了带有定位功能的LoRa芯片。然而,Semtech意识到,除了持续更新迭代LoRa芯片之外,终端应用还需要组网方案。
目前,LoRa联盟推出的基于LoRa技术的LoRaWAN低功耗广域网标准已经在中国也得到广泛应用。同时,在部分应用场景中,一些终端客户倾向于使用私有组网方案。于是,Semtech最近推出了FMSLoRa组网解决方案。
Semtech中国区市场战略总监成晓林特别介绍了FMSLoRa组网解决方案以及与复旦微的合作案例。据介绍,FMS是基于LoRa的自组网参考设计,LoRaWAN较适合智慧农业等场景,但是工厂、消防安防和电力行业更倾向于使用私有的LoRa组网方案。为了更好地支持中国客户,Semtech做了基于LoRa的自组网参考协议,于2022年10月份完成了FMS1.0版本,2023年3月又发布了升级后的2.0版本。终端客户可以直接使用FMS参考设计,同时也可以参考FMS来开发适合不同应用需求的LoRa自组网协议。
FMSLoRa组网方案的主要特点为:
·轻量级的组网协议
·低成本网关设计,支持单网关或多网络级联
·NetworkServer下沉到主网关,在云上处理会比较简单
·干扰规避和频率调整。目前蓝牙、Wi-Fi、蜂窝、LoRa等无线技术非常多,干扰是很难避免的。Semtech在FMS方案里增加了一个功能,可以扫描环境里面的干扰源,实现干扰规避和频率调整
·支持半双工和全双工的应用
·支持CSMA、LBT以及特有的频率规划
总体来看,FMS方案具备的独特优势包括轻量级、低成本;多网关设计保证了系统容量的可裁剪性和扩展性,适用于几十、几百、甚至几千节点的LoRa应用场景,能够适配大、小应用场景的组网设计;具备快速处理告警能力,尤其适合对告警响应实时性要求较高的众多使用场景,包括烟感/消防、安防、大型园区和厂房。
2023年,Semtech携手上海复旦微电子推出了MCU+SX126x参考设计。该参考设计采用了SemtechLoRaCoreSX126x系列芯片以及复旦微电子的FM33LE0系列MCU产品,包含硬件参考设计以及基本的软件参考代码设计。成晓林表示,“复旦微MCU的目标市场和LoRa非常吻合,未来应用将包括消防、安防和工业等。该参考设计已经在今年2月13日正式发布,目前为止已有很多客户下载参考设计或要求评估板,并且数量在不断增长。由此可见,业界对这个产品还是非常感兴趣的。”
除了FMSLoRa组网解决方案,Semtech也重点介绍了LR1121解决方案。LR1121是全新第三代LoRaConnect收发器,目前已经上市。
Semtech中国区LoRa市场战略总监甘泉介绍,与LR1110和LR1120芯片不同的是,LR1121是LoRa无线的芯片,不带定位功能,是纯无线通信和无线连接的芯片。LR1121支持多频段,包括Sub-GHz、2.4GHzLoRa和卫星通讯S频段。
据悉,LR1121芯片在性能、功耗、稳定性以及灵敏度等各方面,都有了很大的提升。该芯片不仅具有LoRa技术低功耗、远距离的特点,还可以与LR1120和LR1121引脚兼容,使用起来非常方便。同时,LR1121也支持LoRaBasics调制解调器软件,简化了开发过程。另外,LR1121支持多频段的特点,使它可以在很多地方使用,同时芯片级加密也提高了通信安全性。
LR1121的应用场景非常多,不仅适用于Sub-GHz或2.4GHz的场景,还在两者结合起来的场景也可以广泛应用,比如公用事业、工业、智慧农业、环境、智能楼宇和家居、零售、智慧城市、医疗等。
此外,Semtech也在不断推广、优化LoRaEdge地理定位平台和LoRaCloud服务平台。
LoRa+蜂窝解决方案日趋融合
对于未来物联网市场发展趋势,MikeRodensky也发表了自己的观点。他认为,未来物联网市场主要发展趋势主要呈现以下几个方向:一是未来数字化的转型会驱动更强劲的用户需求;二是从云计算到边缘计算,效率将会极大提升;三是未来行业将越来越重视和关注数据管理、数据保护和数据安全;四是在物联网市场中,将会出现更多样化、更复杂化的应用;五是物联网技术将趋于融合。
其中,正是预见LoRa+蜂窝解决方案将会日趋融合的可能,Semtech才决心收购SierraWireless。
MikeRodensky也认为,物联网市场发展所面临的主要挑战为数据安全、成本和功耗,以及缺乏通用标准和互操作性等。
MikeRodensky也指出,低功耗传感器的联网和管理,将让地球变得更加智能,也将支持联合国提出的可持续发展目标,而低功耗、低成本连接产生的积极影响是可量化的。为此,他分享了两个具体案例:
一是Semtech支持客户开发洪水预警和减轻洪灾的解决方案。该解决方案通过基于LoRa的传感器,结合人工智能技术,能够更好地帮助人们在洪涝发生之前获得预警和预测。目前该方案已经在美国得到应用。
二是关于山火的预警系统。Semtech的生态合作伙伴正在基于LoRa技术对野外山火进行监测和预警,从而帮助消防部门更为及时地做出应对。
Semtech非常看好LoRa在中国的广阔的发展前景。黄旭东表示,未来LoRa技术将在中国迎来更大的发展机遇,主要体现在:一是5G应用扬帆行动计划2021-2023,将助力LoRa的发展,例如CAT-1/5G+基于LoRa的私有网参考设计。LoRa可以和蜂窝网络互补,为客户提供更加灵活的方案。
二是碳中和的实现需要物联网技术的支撑。例如,LoRa可以支持智慧楼宇传感控制和太阳能风能发电等。
三是随着新基建不断数字化,有很多数据需要收集和传输到云端,LoRa可以为其提供支持,例如电网监测。
四是应急安全管理也需要很多低功耗传感器,这也是LoRa具备优势的场景。
五是智能制造、工业互联网、工厂自动化,都需要工控和大量数据的传输,这些应用场景都适合部署LoRa。
“如今,在全球市场上,LoRa的发展机遇可谓日新月异。无论是全球的气候变化,还是人类健康,或是数字经济发展,每一处都蕴含着LoRa的发展机遇。未来,我们将基于LoRa技术为客户提供更多灵活的选择,不仅能够支持公共网络,也能够支持私有网络,同时加上SierraWireless连接产品将带来更多的物联网解决方案,支持蜂窝和非蜂窝连接。这些都是LoRa生态以及技术的优势,也是Semtech在市场上的优势。”MikeRodensky表示,未来Semtech将在中国持续支持生态合作伙伴,共同助推物联网市场发展。
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