LoRa專著問世，促進(jìn)LoRa遍地開花

LoRa以低功耗、遠(yuǎn)距離為特色，隨著物聯(lián)網(wǎng)而興起，這幾年發(fā)展迅速。不久前，首部LoRa專著《LoRa物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)》問世，由清華大學(xué)出版社出版，作者是Semtech中國(guó)區(qū)市場(chǎng)戰(zhàn)略總監(jiān)甘泉先生。

為何要寫這本書？LoRa的市場(chǎng)動(dòng)向如何？值此機(jī)會(huì)，電子產(chǎn)品世界記者訪問了甘泉總監(jiān)，以及Semtech中國(guó)區(qū)銷售副總裁黃旭東先生。

1   LoRa書的三大特色

LoRa從誕生至今已經(jīng)在全球有接近2億的用量，但是一直沒有一本全面綜合的介紹書籍。而網(wǎng)上有很多零散的文檔，寫得不太全面。甘泉總監(jiān)從2019年10月開始籌劃寫這本書，一直到2021年7月，這本書才問世。

該書從技術(shù)和應(yīng)用的視角全面介紹了LoRa作為一種先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的各種優(yōu)勢(shì)，并以LoRa的核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)為線索，覆蓋了LoRa應(yīng)用相關(guān)的背景知識(shí)、擴(kuò)頻核心技術(shù)、空口協(xié)議、核心芯片、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范、生態(tài)市場(chǎng)以及應(yīng)用計(jì)算和案例詳解等內(nèi)容。這里有3個(gè)特色。

1）是LoRa核心的調(diào)制技術(shù)的揭秘。LoRa技術(shù)一直是Semtech的獨(dú)有技術(shù)，所以怎么調(diào)制、物理層是怎么做的等技術(shù)點(diǎn)，市面上是沒有任何資料的，這里把這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了一定程度的公開，基本可以解決市面上對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的謎團(tuán)。

2）有很多關(guān)于LoRa核心計(jì)算。因?yàn)槭袌?chǎng)上經(jīng)常會(huì)問很多問題，例如可以傳輸多遠(yuǎn)，能接多少設(shè)備，電能用多久？……。這本書從最基礎(chǔ)的理論開始，一直到實(shí)際的應(yīng)用，所有的計(jì)算都是比較成熟的。

3）涉及了LoRa產(chǎn)業(yè)鏈，有很多的案例和企業(yè)分工，也有一些市場(chǎng)的引導(dǎo)。因此，幾乎所有相關(guān)LoRa的問題都能從這本書中找到答案。

在編寫這本書的過(guò)程中，甘泉總監(jiān)的感悟是：發(fā)現(xiàn)自己以前的一些理解的錯(cuò)誤，以及之前推導(dǎo)的一些結(jié)論的錯(cuò)誤?？梢姡摃鴮?duì)于讀者正確理解和更新LoRa知識(shí)十分必要。

2   LoRa在中國(guó)的接受程度

●   市場(chǎng)。預(yù)計(jì)今年Semtech LoRa業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)非常好。

Semtech中國(guó)區(qū)銷售副總裁 黃旭東

●   應(yīng)用。如今，LoRa已滲透到很多行業(yè)，應(yīng)用遍地開花，例如飯店里的送餐機(jī)器人、工業(yè)礦井等（如下圖）。當(dāng)然占比最大的還是表計(jì)，因?yàn)橛昧勘容^集中。但是這兩三年，其他的應(yīng)用場(chǎng)景成長(zhǎng)很快，增長(zhǎng)率翻倍，例如安防、消防，智慧樓宇、工廠，還有物流、物業(yè)管理等。在此次新冠肺炎疫情防控里也有多個(gè)應(yīng)用案例，例如在一些隔離的場(chǎng)景中，保證隔離人員不出隔離區(qū)，用LoRa建的私網(wǎng)穩(wěn)定高效。在機(jī)場(chǎng)的一些區(qū)域里進(jìn)行溫度采集，也是由LoRa來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹?/p>

●   標(biāo)準(zhǔn)。2019年11月27日，工信部發(fā)布了52號(hào)公告，LoRa的輸出功率、跳頻等規(guī)范都符合規(guī)范，因此LoRa可以在小區(qū)的場(chǎng)景鋪設(shè)了，所以帶來(lái)了更廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。

●   技術(shù)。由于LoRa是和Wi-Fi互補(bǔ)的技術(shù)，Wi-Fi用固網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、功耗大；LoRa也是固網(wǎng)——自組網(wǎng)、低功耗、遠(yuǎn)距離，所以和Wi-Fi的應(yīng)用場(chǎng)景一樣，互補(bǔ)匹配度非常大。所以LoRa還會(huì)有很大的發(fā)展空間，和Wi-Fi一起去去成長(zhǎng)。

●   應(yīng)用案例。LoRa為何如此普及？以水表為例。1個(gè)水表放在水井里，通常要配有1名抄表員，每個(gè)月去查一下。如果用LoRa技術(shù)，可以實(shí)時(shí)采集水表的數(shù)據(jù)。好處是：①可以通過(guò)數(shù)據(jù)的采集來(lái)判斷有沒有漏水；②可以快速、實(shí)時(shí)地結(jié)算水費(fèi)；③由于LoRa功耗低及遠(yuǎn)程控制的特點(diǎn)，可以隨時(shí)打開和關(guān)閉水閘，例如發(fā)現(xiàn)漏水時(shí)可以遠(yuǎn)程自動(dòng)關(guān)閉水閘；如果用戶沒有繳費(fèi)或者完成了繳費(fèi)，可以遠(yuǎn)程開關(guān)這個(gè)水閘。這些功能都是原來(lái)的人工所無(wú)法功能實(shí)現(xiàn)的。④LoRa很省電，在無(wú)線環(huán)境中，水表的工作壽命可達(dá)8~12年?？梢?，LoRa大大減少了人力，節(jié)約了社會(huì)資源，提供了便利。

3   LoRa芯片的授權(quán)

如今，LoRa的生態(tài)非常完善。在芯片方面，除了Semtech提供芯片以外，目前還有ST和阿里IoT兩家可以推出LoRa芯片。對(duì)于授權(quán)，Semtech非常謹(jǐn)慎，主要考慮是否是戰(zhàn)略性的合作伙伴，可否促進(jìn)LoRa的渠道和市場(chǎng)拓展。

●   ST在歐洲具有模擬、無(wú)線的最大生態(tài)，可以帶動(dòng)LoRa的普及。

●   與阿里IoT合作主要有2個(gè)原因。

1）阿里IoT是中國(guó)領(lǐng)先的團(tuán)隊(duì)，有決心在互聯(lián)網(wǎng)上做一番大事。

2）阿里IoT是中國(guó)公司，而Semtech有意把LoRa技術(shù)授權(quán)給一家中國(guó)公司，讓中國(guó)公司能做自組的網(wǎng)絡(luò)。LoRa網(wǎng)絡(luò)的特色是自組、安全、可控，在中國(guó)，LoRa一般做專網(wǎng)/私網(wǎng)。Semtech在中國(guó)并不主推LoRaWAN，當(dāng)然有資源的客戶和伙伴也可以推LoRaWAN。LoRaWAN的特色是覆蓋可以很廣，支持從園區(qū)定制到全國(guó)的覆蓋。LoRaWAN在海外有運(yùn)營(yíng)商在推廣，全球有100多家運(yùn)營(yíng)商。中國(guó)由于國(guó)情，沒有運(yùn)營(yíng)商，但可以根據(jù)需求可以建私網(wǎng)（如下圖）。

3   Semtech如何保護(hù)自己的IP

雖然書中介紹了LoRa的實(shí)現(xiàn)方式、擴(kuò)頻的算法原理，但距離LoRa的具體實(shí)現(xiàn)還有很大的距離。國(guó)內(nèi)一些公司的LoRa算法實(shí)現(xiàn)是自己創(chuàng)新的，和Semtech的方法不太一樣。Semtech解決方案的優(yōu)勢(shì)是已被市場(chǎng)驗(yàn)證性能優(yōu)異，而其他還沒有在市場(chǎng)上驗(yàn)證。

LoRa專利只授權(quán)給了2家芯片公司。市場(chǎng)上類似LoRa的技術(shù)和芯片，Semtech也評(píng)估過(guò)，認(rèn)為和LoRa有較大的差距，因此短期內(nèi)可能會(huì)造成一定的混戰(zhàn)；但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，大浪淘沙，對(duì)LoRa的發(fā)展不會(huì)有影響。

Semtech鼓勵(lì)業(yè)界用LoRa協(xié)議，LoRa協(xié)議是100%公開的，并提供給LoRa的生態(tài)鏈公司。此次《LoRa物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)》的出版，也將為業(yè)界了解、應(yīng)用LoRa技術(shù)推波助瀾。

4   LoRa書的目標(biāo)讀者

1）LoRa的從業(yè)人員?？芍^LoRa從業(yè)人員的一本工具書。

2）可以作為高年級(jí)本科生及研究生的教材。因?yàn)樵摃鴱睦碚摰綉?yīng)用都有所涉及，還有很多案例，非常適合作為教材，這也是當(dāng)時(shí)選擇清華大學(xué)出版社出版的一個(gè)原因。

3）物聯(lián)網(wǎng)愛好者，以及其他做物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的人員。

該書有298頁(yè)，不算很厚。大學(xué)生可以從頭到尾學(xué)一遍。對(duì)于從業(yè)人員，術(shù)業(yè)有專攻，只需要看一下所需的內(nèi)容及結(jié)論即可，不一定全搞得很清楚，例如研發(fā)人員可以看技術(shù)，做市場(chǎng)的看后邊的運(yùn)營(yíng)。

5 《LoRa物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)》大綱

全書共9個(gè)章節(jié)。

第1章介紹LoRa的技術(shù)背景、歷史背景，以及和其他技術(shù)的對(duì)比。

第2章介紹LoRa的核心技術(shù)——Chirp調(diào)制解調(diào)的技術(shù)，和普通的數(shù)字無(wú)線通信相比，擴(kuò)頻是怎么工作的。這些是非?；A(chǔ)的高年級(jí)本科生的通信工程的課程。

第3章介紹LoRa的擴(kuò)頻調(diào)制是怎么實(shí)現(xiàn)的，包括電路模塊如何搭建，最后是電路原理等內(nèi)容的延伸。

第4章講述LoRa核心芯片，包括終端芯片、網(wǎng)關(guān)芯片，各種2.4G的芯片以及芯片的發(fā)展方向。

第5章講LoRa的組網(wǎng)。

第6章是LoRa的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，主要講LoRaWAN的一些標(biāo)準(zhǔn)、擴(kuò)展的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，還有一些國(guó)家的認(rèn)證，包括FCC（美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)）的認(rèn)證及各種衍生的認(rèn)證。

第7章講行業(yè)生態(tài)，涵蓋中國(guó)的一些產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展及企業(yè)。

第8章是LoRa應(yīng)用的核心技術(shù)分析計(jì)算，包括相關(guān)的計(jì)算，例如信道容量是多少，怎么定位，功耗是多少，還有關(guān)于多普勒的一些問題。

第9章是應(yīng)用案例，有智慧表計(jì)、智慧城市、智慧樓宇等應(yīng)用案例。

除此之外，這本書還配套很多視頻資源。①微課視頻，有1000多分鐘的視頻，分為60個(gè)，書中很多地方有二維碼，掃碼后可以看到對(duì)應(yīng)的教學(xué)視頻；②有很多的計(jì)算，掃碼后可以拿到一些數(shù)據(jù)、表格和計(jì)算的公式，可以計(jì)算信道容量、工作距離等。③教學(xué)課件。大學(xué)教師可以和清華大學(xué)出版社聯(lián)系，以得到視頻的全套ppt。

6 為何由清華出版，哪里能買到

清華大學(xué)出版社是我國(guó)電子類的一類的出版社，也是大學(xué)教材的一類出版社，做教材非常嚴(yán)謹(jǐn)。

由于是基礎(chǔ)知識(shí)，預(yù)計(jì)這本書能夠賣很多年，預(yù)計(jì)在它的生命周期里能賣3~5萬(wàn)本。

目前，各大網(wǎng)站都可買到該書，例如京東、淘寶、當(dāng)當(dāng)、亞馬遜等。