LoRa技术是低功耗广域网领域中一种热门技术,北京研究院基于新址的便利环境,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.场景验证
针对物联网不同的应用场景,我们利用北京研究院周边的真实环境,有针对性的设计了三组测试场景进行了验证。
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。
固定节点位置 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。
1.2 区域间通信环境
此类环境内大多有多个楼宇,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。比如大型企业或居民小区内部各类控制设备和传感器等的场景。
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 实测点照片
测试结果及分析:
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 楼宇内通信环境
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
下图是实测过程中拍摄的楼内几个测试样点的实测图片。
楼宇内移动节点实测图例
测试结果及分析:
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
相比较传统的WiFi、宽带技术,LoRa技术的优势在于其成本较低、传输距离远,而且功耗也相对传统移动网络要低。
但同时测试过程中我们也发现,由于LoRa协议工作在非管制频段,所以,当两个节点在通信过程中,若受到周边其他同频节点干扰,将严重影响通信质量,甚至无法正常通信。
3.后续计划
- 继续深入研究LoRa及NB-IOT等低功耗物联技术
- 确定农场客户试点合作意向,尽快完成试点部署
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