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       LoRa具有物聯網的DNA，為多種物聯網應用提供堅實的技術保障。尤其在高速增長的智慧表計、智慧城市、智慧社區、智慧農業、智慧工業、智慧物流等物聯網領域以及一些消費類領域扮演著重要角色。本章將從這些細分垂直領域入手，從項目的需求分析、解決方案、技術實現等方面進行講述，目的是讓讀者理解這些應用的由來以及LoRa如何助力這些應用。最終的目的是希望讀者可以通過學習本章內容，在自身的項目中選擇合適的方案，在碎片化的物聯網應用中貢獻自己的力量。

 

        本書介紹了LoRa的多種應用在中國的市場占比，其中智慧表計是最大的應用領域。LoRa在智慧表計領域應用的成功也是經歷了多年的打磨，到現在已經獲得了較大的成功，隨之而來的是客戶提出的新的更嚴苛的需求，LoRa的行業伙伴也在繼續努力，不斷挖掘LoRa的潛力，迎接市場的新挑戰。

一、智慧表計的背景及技術 1．市場背景

無線抄表市場能夠成為LoRa最大的應用領域主要有如下幾個原因：

     （1）從技術的角度看，LoRa具有的超低功耗、超遠距離以及網絡架設便利的優點都是無線抄表市場最需要的技術。可以說從技術上看完全契合。

     （2）從產品角度看，無線抄表具有很強的一致性，幾乎所有的表都是完全一樣的，不像智慧城市的應用中有上百種傳感器；表計數據格式、喚醒頻率都完全相同，這樣的產品統一性帶來的好處是復制性強，穩定性好；在A城市實施效果和在B城市的實施效果一樣，而許多智慧城市項目傳感器的供應商就幾十家，很難保證質量的一致性。

     （3）從市場角度看，無線抄表有著巨大的市場，中國有14億居民，每家每戶都需要水表、電表和氣表。中國的物聯網生態發展也非常合適，大量的傳統表計更換為智能無線抄表產品。

       LoRa在表計市場的成功是天時地利人和的結果，如果說市場是“天時”，產品是“地利”，那么技術就是“人和”。LoRa技術并非只要安裝在智能表計上就可以實現穩定無線抄表，它的成功是無數專業人員多年的研究和探索的結果。并非一種技術有優勢就可以成功，而是需要整個產業鏈的共同努力最終才可以贏得市場，“人和”是最為重要的。

2.早期需求和難點

      1）早期需求                  
       LoRa能夠快速進入智能表計領域，是通過技術替代的方式。其實無線抄表的概念很早就被提出了，并且有大量的公司在無線抄表的技術上努力，并取得了一些成果。比如使用無線手持抄表設備靠近無線表時，可以得到表計的數據。這種方案雖然不需要入戶上門，仍然需要工作人員走到靠近無線表附近時才能實現抄表。早期智能抄表的需求較為簡單，有如下三點：

解決人工抄表上門難問題，抄表智能化、全自動、免維護、無人化；

實時監控可視化，管理精細化；

智能化管網管理，降低管網耗損，降低后期管理維護成本，方便統一管理，通過大數據分析提供更多增值業務。

       2）難點

       由于無線技術的性能受限，早期的無線智能抄表遇到了許多難點：

抄表功耗高，電池支撐表計常年運行困難；

安裝環境無法預估，抄表網絡覆蓋率不夠，抄表成功率低；

無標準及規范，無法統一管理；

私有云、私有系統維護困難，成本高昂。

       早期的無線抄表最主要是解決人工的問題，后期提升為精細化管理和數據分析增值服務。而如果要實現這些需求，最主要的是通過低成本的方式實現高效率的抄表。由于FSK技術通信距離和靈敏度受限，早期無線抄表一直被功耗、成功率等問題困擾，很難大范圍地開拓市場。

      3.無線抄表方案

       現在LoRa智能抄表常用兩種方案，分別是自組網抄表和LoRaWAN網絡抄表。

       自組網抄表或者叫作LoRa私有協議網絡抄表。基于自組網抄表最早支撐的技術是Sub-1GHz小無線的FSK，前面也提到FSK技術在初期技術上遇到了很大的困難。當2013年LoRa推出后，提高了設備通信距離，行業人士就從原來的FSK轉而投向現在的LoRa技術。圖9-1所示為LoRa私有協議網絡抄表應用中的網狀網絡拓撲結構，早期的FSK抄表 應用常使用此種網絡結構，至今仍有不少LoRa抄表項目依然沿用此網絡拓撲結構。不過多數的LoRa抄表應用采用星狀網絡拓撲結構，其網絡拓撲結構與圖9-2完全相同，差別為使用的網絡協議不同。

        在功能實現上，LoRa自組網采用網關或手持設備與表計形成一個星狀或網狀網絡，其具有以下特點：