什么是 LoRaWAN??網(wǎng)關(guān)？它們?nèi)绾螒?yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中

在物聯(lián)網(wǎng)典型的“云-管-端”架構(gòu)中，網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)收集終端數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。在低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng) LoRaWAN?中，LoRaWAN?網(wǎng)關(guān)是整個(gè)架構(gòu)的主干。可以說，沒有 LoRaWAN?網(wǎng)關(guān)，LoRaWAN?物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)就“不存在”，無法應(yīng)用。

LoRaWAN?網(wǎng)關(guān)需要在規(guī)定的操作頻率上工作。如果用戶想將 LoRaWAN?網(wǎng)關(guān)部署在特定國家和地區(qū)，就必須遵循 LoRa?聯(lián)盟的 LoRaWAN?區(qū)域參數(shù)。LoRaWAN?目前沒有通用頻率，每個(gè)國家和地區(qū)在使用免授權(quán)頻段方面都有不同的法律法規(guī)。比如：歐洲的頻段是 EU868 (863-870MHz)，美國的頻段是 US915 (902-928MHz)。LoRaWAN?網(wǎng)關(guān)和終端設(shè)備必須使用相同的頻率才能運(yùn)行工作。如果終端設(shè)備使用與網(wǎng)關(guān)不同的頻率，網(wǎng)關(guān)就無法將設(shè)備的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到 LoRaWAN?網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

LoRaWAN?網(wǎng)關(guān)主要由兩個(gè)主要組件組成：主機(jī)和集中器。

主機(jī)是 LoRaWAN?網(wǎng)關(guān)的大腦。它相當(dāng)于一臺微型計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)將 LoRaWAN?數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到 LoRaWAN?網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。在主機(jī)中運(yùn)行的關(guān)鍵軟件則稱做“數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)器”。數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)器決定 LoRaWAN?網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收哪個(gè) LoRaWAN?網(wǎng)關(guān)所收集的數(shù)據(jù)包。

集中器是 LoRaWAN?網(wǎng)關(guān)的射頻部分，集中器的前端部分有 RF 射頻芯片，可接收 LoRaWAN?數(shù)據(jù)。集中器有一個(gè)數(shù)字基帶芯片，它對射頻信號進(jìn)行數(shù)字信號處理，讓主機(jī)能夠識別。

LoRaWAN?網(wǎng)關(guān)的主機(jī)和集中器通過板級串行進(jìn)行通信。

根據(jù)不同物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的要求和限制，LoRaWAN?網(wǎng)關(guān)可以在線部署，也可以離線部署。

在線部署需要用到一個(gè)回程網(wǎng)絡(luò)連接到互聯(lián)網(wǎng)。LoRaWAN?常見的通信回程連接有 Wi-Fi、以太網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。在線連接的 LoRaWAN?網(wǎng)關(guān)主要使用部署在云端的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。在線 LoRaWAN?網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器有一些比較典型的例子，比如：The Things Stack、Helium Network 和 AWS IoT Core for LoRaWAN?。

離線部署需要用到 LoRaWAN?網(wǎng)關(guān)內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，或者連接到“本地部署在 PC 或服務(wù)器上的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器“。比如 Chirpstack 就是用于本地 LoRaWAN?網(wǎng)絡(luò)比較流行的服務(wù)器之一。不過，無論LoRaWAN?網(wǎng)關(guān)是在線還是離線，都需要在 LoRaWAN?網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器注冊，然后適當(dāng)?shù)卦O(shè)置數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)器。

LoRaWAN?網(wǎng)關(guān)看似復(fù)雜，但它其實(shí)只是應(yīng)用設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的“中間人”。使用它主要有兩個(gè)步驟，第一是通過制定與部署區(qū)域中的 LoRaWAN?終端設(shè)備相匹配的頻率來接收 LoRaWAN?數(shù)據(jù)包。第二是將 LoRaWAN?數(shù)據(jù)正確轉(zhuǎn)發(fā)到 LoRaWAN?網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，注意 LoRaWAN?網(wǎng)關(guān)是通過數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)器注冊的。充分完成這兩步，就可以擁有一臺可以運(yùn)行的 LoRaWAN?網(wǎng)關(guān)了。