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一、选择网关时考虑的主要功能
功耗
集中器模块
频道数量
天线
覆盖范围
回程连接
电源: POE、电池、太阳能
工作温度范围
耐候性
平台兼容性:Packet Forwarder、MQTT Bridge、Basics Station,内置LoRa服务器、远程管理(WisDM)
固件功能:接口、远程访问
二、最佳网关使用案例
三、总结
之前我们跟大家介绍过了LoRaWAN网关是什么、LoRaWAN的网关构成,以及LoRaWAN网关的工作原理等内容。了解完这些理论知识后,今天来教教大家如何正确地去选择一款LoRaWAN网关?
一般来说,要选择一款LoRaWAN网关最需要考虑的有2个点。一该款网关的功能特性是否符合你的需求,二这款产品的部署场景主要有哪些、如何运用。
本文以RAK系列的LoRaWAN网关为例,从功耗、频道数量、天线、范围等各个方面分析,让大家能够快速地选择出正确、且适合自己的网关。比如:适用于室内与室外或者是适用于个人开发和与商业。
一、选择网关时考虑的主要功能
对于一款LoRaWAN网关来说,有很多都会影响其使用的效果。本文列出的主要是大众认为比较重要且适合更多部署场景的。
功耗
我们都知道物联网(特别是LoRaWAN®)的目的就是要最大限度地降低功耗。一般来说,LoRaWAN 的优点就能够让LoRaWAN网关以低功耗的状态在复杂的场景中工作。通常整个网络中不仅终端节点由电池/太阳能供电,网关也由电池/太阳能供电,然后部署在没有电源的偏远地区,从而实现低功耗运行。当然,这并不意味着网关都是低功耗的。
RAK的网关功耗因型号和功能存在差异,但都保持在6W 峰值功耗限制内。市面上还有些网关的额定功率高达 15W,因此,低于 10W 的功率值就被认为是衡量良好性能的标准。
商业网关系列 -6W 峰值
树莓派网关系列 -5W 峰值
集中器模块
集中器是网关的射频前端。它允许你同时处理传入LoRa 帧、解调和信号处理等。简而言之,它是网关的射频核心。
由于 Semtech 是唯一的数字基带处理器制造商,因此与给定平台不兼容的处理器是获取不到的。目前,有4种型号可供用户选择。
SX1308: 这是最低层型号。它具有最小的灵敏度和最大的输出功率。它仍然可以像其他集中器一样同时处理 8 个通道,并支持 SF7 到 SF12SX1301: 设计为高于SX1308的型号,具有更高的灵敏度和最大的输出功率。它的目的是为户外网关提供更远的覆盖范围,这是迄今为止使用最多的型号SX1302: 此型号是 SX1301的后续版本。它提供更低的电流消耗,简化了集中器的散热设计,从而降低了成本。此外,因为它在SF5至SF12运行,它可以处理更多的数据量。它还增加了一些其他功能,如增加时钟稳定性和专用的精确计时功能。目前它开始主导市场,并用于目前生产的网关中。SX1303: 此型号具有 SX1302 的所有改进功能,提供更低的电流消耗和散热。但它也引入了另一个附加功能。例如,利用Semtech芯片的集中器模块提高时钟稳定性和专用精确计时功能(TDOA)。
由上可得知,SX1302是未来网关的最佳选择。目前RAK无论是商业网关还是开发者网关,都使用了SX1302,它已成为最受追捧的解决方案。
RAK提供以下产品,主要都是基于 SX 芯片和外形:
频道数量
一般来说,频道有两个类别:
单通道网关
由于单通道只能接收1 个频率通道,这严重限制了其节点容量。所以,RAK不提供此类设备。
多通道网关
多通道通常是指8通道网关,但也可以选择16通道的,如RAK7240/49/89。这些都是标准的。它们可以在处理多个节点数据的多个扩展因子上同时监听多个信道。注意,所有RAK网关至少是 8 个通道。
天线
与网关一样,LoRa 天线分为室内和室外:
室内型
室内天线的增益较低、体积较小,适合覆盖范围较小的网关。RAK 室内型天线提供的是 2.5dBi。他们使用较小的连接器,如 RAK 提供的RPxSMA接口。
室外型
室外天线体积大、坚固、增益更高。RAK 提供的室外天线,从 3dBi 一直到 8dBi。这些采用 N 型连接器,因为它们更重,需要更高的机械稳定性(也需要接口保护)。
覆盖范围
一般来说,范围等同于天线。这种说法很大程度上是正确的,天线的增益越大,节点就可以离网关越远,并且仍然具有良好的接收效果。当然,影响这一点的还有其他因素。例如,天线和网关的位置也很重要。如果它在室外并且位于很高的建筑物上,障碍物更少,视线(LoS)也会更大。
不过在此有一个缺点,即增益越高,天线的方向性就越强。所以,如果使用了更大的天线(更大的增益),你的射程总是会增加。但是,其他因素也会对其产生影响,因此不要期望性能会呈线性增加。
下表将显示RAK网关的潜在范围:
回程连接
就连接类型而言,从网关传输数据到云有 3 种主要方法,即以太网、WiFi 和蜂窝网络。来自不同品牌的网关,都可以使用上述任何方式。目前所有RAK网关都提供 WiFi,区别在于是否有以太网或蜂窝网络。
电源:POE、电池、太阳能
POE、 电池、太阳能在不同的情况下,会产生较大的差异。不过,拥有POE是必须的。它使通过以太网接口连接的网关安装变得非常方便。电池和太阳能则仅适用于远离电源位置的应用。由于成本相当高、而且还需要同时使用电池和太阳能电池板才能使系统正常工作,它们很少被使用。
工作温度范围
正如人们所料,室外网关可以生存在较低的温度,因为他们拥有工业外壳,室内网关在温度上限制就较大。
耐候性
与温度一样,室外网关适合更恶劣的天气条件,也具有更好的接口防护。
图片描述:LoRaWAN网关耐候性
平台兼容性:Packet Forwarder、MQTT Bridge、Basics Station,内置LoRa服务器、远程管理(WisDM)
由于网关型号的不同,它们的平台兼容性也有所不同。但最具影响力的应该是:支持MQTT Bridge和Basics Station。这两种支持将确保你能够连接到任何第三方平台。
此外,一个很好的功能是将内置 LoRa 服务器集成到网关中。这将其变成了一个独立的 LoRa 基站,可以接收数据,同时实时进行解密和解码。
另外,MQTT Bridge也是一个非常实用的工具,它允许你将数据转发到端点。易于配置,其sub/push机制既高效又节省带宽。对于使用蜂窝回程的LoRaWAN 网络来说,这是一个很好的解决方案,因为蜂窝回程的费用很高。
固件功能:接口、远程访问
固件功能主要取决于网关类别。正如你所看到的,商业网关功能更丰富,界面更直观,而个人开发者网关更精简,并依靠用户提供额外的功能。简言之,个人开发者网关非常适合首次采用和测试,而商业网关则更像是一个长期的商业解决方案。
二、最佳网关使用案例
上文我们将RAK网关的各个功能都已经列出了,所以接下里我们要来解决一个最重要的问题:哪个网关适合什么应用场景。虽然不存在绝对完美的网关,但合适的方案是存在的,比如下面这些用例就十分适合大家参考:
注意:RAK7268 是升级后的 RAK7258,RAK7289 是升级后的 RAK7249。
三、总结
似乎最受欢迎的网关是RAK7268,紧随其后的是RAK7289,这主要是因为室内和室外部署的性质。适用性因地理位置和项目而异。
当然,其他网关同样也有自己优势,但主要是提供一套更具体的功能,适合于较小的各种使用案例场景当中。至于哪个网关最好,最终要取决于它的具体使用,是没有标准答案的。
希望这篇文章能让帮助你选择适合的网关,并让你对LoRaWAN网关有更深一步的了解。如果你需要进一步比较,可以访问RAKwireless在线商店进行更详细的对比。