通信和网络协议是物联网(IoT)应用的重要组成部分。没有它们，就不可能实现用于创建智能应用的设备互连和数据交换。
好在，关于此类协议有多种选择，具有不同的技术特征和实用程序，每一种都适用于特定领域和用例场景。
最流行的网络协议之一，尤其是在物联网应用领域中使用的是远程广域网，也称为LoRaWAN。特定技术的定义是其低功耗要求和远程功能，同时增强物联网设备的整体功能。
本文将研究LoRaWAN的官方定义，同时试图从技术上进行解释，以便通过描述协议规范来理解和继续。
LoRaWAN的官方定义
在深入研究协议的定义之前，先了解一些关于其起源的重要事实。
LoRaWAN由LoRa联盟开发，该联盟成立于2015年，拥有500多个成员，包括物联网产品和服务提供商、制造商和电信企业。
LoRaWAN于2009年由格勒诺布尔企业Cycléo的创始人开发，该企业于2012年被Semtech收购。三年后，Semtech成立了LoRa联盟，这是一个行业协会，目前拥有500多个成员，包括物联网产品和服务提供商、制造商和电信企业。Semtech正是通过这个生态系统来推广协议并在全球范围内开发其用途。
此外，LoRaWAN是一种介质访问控制(MAC)层协议，于2021年成为国际电信联盟(ITU)官方认可的低功耗广域网(LPWAN)标准。
LoRa联盟官方发布的定义如下：
“LoRaWAN®规范是一种低功耗、广域(LPWA)网络协议，旨在将电池供电的“事物”无线连接到区域、国家或全球网络中的互联网，并针对关键的物联网(IoT)要求，例如如双向通信、端到端安全、移动性和本地化服务。”
LoRaWAN结合了物联网设备和网络的无线互连功能，同时为最终用户保留了重要的功能。
简化LoRAWAN定义：
下面一行一行地详细解释这个定义。
“LoRaWAN®规范是一种低功耗广域(LPWA)网络协议”——LoRaWAN是一种具有低能量要求但支持更大区域的通信协议。
“旨在将电池供电的‘事物’无线连接到区域、国家或全球网络中的互联网”——其能够通过互联网无线互连物联网电池供电设备，支持从本地到全球级别的网络。
“并针对关键的物联网(IoT)需求，例如双向通信、端到端安全、移动性和本地化服务。”——作为一种协议，其旨在进一步增强重要的物联网需求，例如双向通信和数据传输、从一个设备到另一个设备的安全数据传输、支持便携性和协助实时跟踪功能。
LoRaWAN的技术特点
其技术规范的基础是与LoRa的连接，LoRa是Semtech开发的一种无线调制方案。具体来说，由于其MAC特性，其作为LoRa的扩展，并将支持的节点以星形拓扑部署到LoRa系统中。
LoRaWAN的主要特点如下：
- 远距离通信范围，具体取决于应用。
- 物联网设备的电池续航时间长达10年，根据LoRaWAN规范中提供的不同类型类别，能源消耗会受到影响。
- 对操作条件和维护以及选定的设备都有低成本要求。
- 通常情况下，其支持用于通信和数据交换的免许可频谱，但在某些地区可能会有特定规定。
- 数据速率取决于要传输的有效负载大小。其范围是0.3kbps~50kbps，有效负载大小为51字节~241字节。
LoRaWAN的优缺点
考虑到协议的技术特性及其定义的功能，可以看看其优点和缺点。先说优点：
从其定义和技术特征中可以看出，LoRaWAN协议的最大优势之一是其低功耗要求和增加的电池容量，以及远距离能力。这使其成为物联网技术和智能解决方案部署的完美解决方案。该协议通过专用网络在室内运行良好，并允许在某些情况下使用传感器从地下设备收集数据。
实际上，该协议同时支持公共网络和专用网络。该协议还支持实时跟踪服务和地理定位，无需GPS芯片组。
但是，其也有一些缺点：
由于数据速率有限，其不适合大负载。其也不能支持多媒体文件，如音频或视频。另一个需要考虑的因素是，根据安装的传感器，有时可能会有轻微的延迟。事实上，对于C类传感器，指令（下行链路）在编程后立即发送，并且没有延迟。对于A类传感器，指令在传感器向服务器发送消息后执行。
以下是A&C类设备的一些用例：
- 使用恒温阀创建简单的加热调节。
- 使用干接触传感器监控开/关继电器。在这些示例中，对于响应式调节或快速开/关，建议使用C类设备。
最后，根据用例和使用的频率类型，可能需要进行额外设置以避免潜在干扰。
总结
LoRaWAN通信协议是一种远程、低功耗无线协议，旨在将物体连接到互联网，例如传统蜂窝连接无法选择或成本高昂的环境中的物联网传感器。由于其使用寿命和成本，其是智能建筑的有效且可持续的解决方案，可以改善建筑物的能源性能、舒适性、空气质量、安全性或设备管理。
