207月 2016

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[转]中国电信北京研究院完成多场景低功耗广域网技术测试与验证

LoRa by xfire

LoRa技术是低功耗广域网领域中一种热门技术,北京研究院基于未来科技城的便利环境,采用 SEMTECH SX1278 扩频芯片的无线模组,对几种典型场景进行了测试验证,为实施物联网相关试点及部署提供参考。

1.场景模拟
利用北京研究院周边的真实环境,基于300bps的速率,分别对空旷环境、住宅小区内环境、楼宇内环境,进行了有针对性的测试验证。

1.1 空旷环境
此类环境相互通信的双方中间没有阻挡,或基本可视。主要针对平原、河流、湖泊,或者能通过选取高点实现大范围可视通信的山丘等场景。

测试说明:
地点在北京研究院未来科技城及周边道路,天线发射功率20dBm,天线增益2.5dBi。室内端在办公楼15层会议室固定,高度约50米,室外移动端随车移动,高度约1.5米,在各测试点处验证。

中国电信北京研究院完成多场景低功耗广域网技术测试与验证-1
固定节点位置
中国电信北京研究院完成多场景低功耗广域网技术测试与验证-2
卫星地图标注

测试结果及分析:
实测最远有效传输距离8.4km。
通过调整天线角度等,在测试点1,测试点2都能做到通信数据的正常收、发。在测试点3处,基本收不到消息,无法正常通信。从实测数据看,在无遮挡或遮挡较少的情况下,LoRa至少能满足8公里以内的覆盖需求。
但是在测试过程中我们发现,当节点随车移动时,丢包率较高。

1.2 住宅小区内环境
此类环境内大多有多个住宅楼,对通信信号有一定的遮挡,一般情况下通信节点相互不可视。

测试说明:
测试地点在北京研究院东侧鲁疃嘉园小区,天线发射功率20dBm,天线增益2.5dBi。其中一个节点位置固定,另一个节点在不同测试点处进行验证。

鲁疃嘉园南区卫星地图
鲁疃嘉园南区卫星地图
实测点照片
实测点照片

测试结果及分析:

中国电信北京研究院完成多场景低功耗广域网技术测试与验证-5对于区域间通信的环境,在实测小区范围内,即使是在有明显视距遮挡的情况下,节点之间的通信成功率仍然较高,仅当距离较远时,通信效果会受一定影响(如测试点2)。在实际部署中建议通过合理规划节点位置,实现更大范围的小区覆盖。

1.3 楼宇内环境
此类环境多为同一楼宇内部,主要需要考虑的是跨楼层通信的能力。主要的应用场景比如家庭水、电、燃气、热力等的抄表和统计,写字楼等楼宇内部烟感报警等应用场景。

测试说明:
测试地点在北京研究院办公楼,天线发射功率20dBm,天线增益2.5dBi。其中一个节点在15层前台位置,另一个节点在各楼层测试点处验证。每层测试点取三个位置,分别为靠电梯附近、靠窗户附近、中间内部房间或走廊。
各楼层主体结构细节上有少量的差异,但总体相似,参考平面图以及三个不同测试点在各楼层大致的位置如下:

楼层结构平面图示例
楼层结构平面图示例
楼宇内移动节点实测图例
楼宇内移动节点实测图例

测试结果及分析:

中国电信北京研究院完成多场景低功耗广域网技术测试与验证-8

从结果可以看出,节点之间穿透四层楼后仍可保证100%正常通信,而对于电梯井,或楼道间等有通道的环境中,通信能覆盖的楼层会更多。而对于阻挡较严重的房间或走廊等环境,通信覆盖能力影响较大。

2.测试情况总结
在空旷环境下,被测模组的有效通讯距离达到8公里,具备低成本、低功耗、传输距离远的优点,有较高的实际应用价值,但技术门槛较低,大量互联网公司涌入,同质化竞争严重
在有遮挡环境,如住宅小区和楼宇内,通信效果严重依赖于节点位置的选择,需要进行专业的站址规划,而运营商在这方面有着压倒性的优势,建议中国电信从住宅小区类项目入手,拓展如小区抄表、停车位管理等物联网应用
3.下一步试验计划
在北京昌平区天润草莓园进行试点、探索LoRa技术在农业种植环境的温湿度、PH值、二氧化碳浓度、光照、肥力等环境远程监测应用
在未来科技城园区内开发基于LoRa技术的园区环境监测、基础设施监控、智慧泊车等物联应用

 

文/luf(简书作者)
原文链接:http://www.jianshu.com/p/babc8d252850
著作权归作者所有,转载请联系作者获得授权,并标注“简书作者”。

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