什么是 LoRaWAN® 网关?它们如何应用于物联网应用中

在物联网典型的“云-管-端”架构中,网关负责收集终端数据,并将其转发到网络服务器。在低功耗广域物联网 lorawan® 中,lorawan® 网关是整个架构的主干。可以说,没有 lorawan® 网关,lorawan® 物联网网络就“不存在”,无法应用。
lorawan® 物联网架构 
lorawan® 网关需要在规定的操作频率上工作。如果用户想将 lorawan® 网关部署在特定国家和地区,就必须遵循 lora® 联盟的 lorawan® 区域参数。lorawan® 目前没有通用频率,每个国家和地区在使用免授权频段方面都有不同的法律法规。比如:欧洲的频段是 eu868 (863-870 mhz),美国的频段是 us915 (902-928 mhz)。lorawan® 网关和终端设备必须使用相同的频率才能运行工作。如果终端设备使用与网关不同的频率,网关就无法将设备的数据转发到 lorawan® 网络服务器。
lorawan® 网关主要由两个主要组件组成:主机和集中器。
主机是 lorawan® 网关的大脑。它相当于一台微型计算机,负责将 lorawan® 数据包转发到 lorawan® 网络服务器。在主机中运行的关键软件则称做“数据包转发器”。数据包转发器决定 lorawan® 网络服务器接收哪个 lorawan® 网关所收集的数据包。
集中器是 lorawan® 网关的射频部分,集中器的前端部分有 rf 射频芯片,可接收 lorawan® 数据。集中器有一个数字基带芯片,它对射频信号进行数字信号处理,让主机能够识别。
lorawan® 网关的主机和集中器通过板级串行进行通信。
根据不同物联网应用的要求和限制,lorawan® 网关可以在线部署,也可以离线部署。
在线部署需要用到一个回程网络连接到互联网。lorawan® 常见的通信回程连接有 wi-fi、以太网、蜂窝网和卫星网络。在线连接的 lorawan® 网关主要使用部署在云端的网络服务器。在线 lorawan® 网络服务器有一些比较典型的例子,比如:the things stack、helium network 和 aws iot core for lorawan®。
离线部署需要用到 lorawan® 网关内置的网络服务器,或者连接到“本地部署在 pc 或服务器上的网络服务器“。比如 chirpstack 就是用于本地 lorawan® 网络比较流行的服务器之一。不过,无论lorawan® 网关是在线还是离线,都需要在 lorawan® 网络服务器注册,然后适当地设置数据包转发器。
lorawan® 网关看似复杂,但它其实只是应用设备和网络服务器的“中间人”。使用它主要有两个步骤,第一是通过制定与部署区域中的 lorawan® 终端设备相匹配的频率来接收 lorawan® 数据包。第二是将 lorawan® 数据正确转发到 lorawan® 网络服务器,注意 lorawan® 网关是通过数据包转发器注册的。充分完成这两步,就可以拥有一台可以运行的 lorawan® 网关了。

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