LoRa开发利器——一文详解村田低功耗广域网LPWAN无线模块

周四, 23 十一月 2017 - 14:01

村田 (Murata)加入LoRa联盟，与STMicro、Semtech合作设计了一款低功耗、微尺寸的LoRaWAN模块，该模块支持多种传感器与无线协议。Murata CMWX1ZZABZ模块具有已经取得无线管理部门的认证，可以在世界绝大部分地区使用868M、915MHz等ISM频段。经过验证的该模块可以为开发者提供卓越的软硬件LoRa平台。
<img alt="CMWX1ZZABZ" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="7ea4a8bc-1cb6-4e55-a0ae-01edb47642bb" src="/sites/default/files/inline-images/lora_img0001.jpg" />
什么是LoRa？

“LoRa”和“LoRaWAN”在欧洲各国家越来越受到重视。LoRa在全球其他地区的受欢迎程度也有所增加，如美国和亚太地区。

什么是“Lora”和“LoRaWAN”？

什么是LoRa？

LoRa是“Long Range”的缩写。在物理层（PHY）依靠优化的能量效率以及稳定的信号能够实现超远距离通信。

什么是LoRaWAN?

LoRaWAN也被称作LPWAN，代表低功耗广域网，是IoT（物联网）全球标准。LoRaWAN是LoRa联盟的基础协议。

来源: SEMTECH

LoRa物理层和LoRaWAN协议针对电池寿命和低成本终端设备进行了优化，可以为应用程序进行批量部署，如资产跟踪、供应链、农业、智慧城市、智能建筑、智能家居、智能计量等。

想要更多了解Lora，请访问<a href="https://www.lora-alliance.org/">LoRa联盟</a>网站。

LoRa技术的主要特性

对于LoRa技术，您可以访问我们的LoRa业务合作伙伴<a href="http://www.semtech.com/wireless-rf/internet-of-things/what-is-lora/">SE…。

<table border="1" cellpadding="0" cellspacing="0">
<tbody>
<tr>
<td align="center" bgcolor="#CC99CC">
LoRa技术的主要特性和LoRaWAN协议 
</td>
</tr>
<tr>
<td bgcolor="#CC99FF">
地理范围
</td>
</tr>
<tr>
<td>
实现无GPS，低功耗跟踪应用
</td>
</tr>
<tr>
<td bgcolor="#CC99FF">
低成本
</td>
</tr>
<tr>
<td>
降低成本三种途径：基础设施投资、运营费用和终端节点传感器
</td>
</tr>
<tr>
<td bgcolor="#CC99FF">
标准化 
</td>
</tr>
<tr>
<td>
经改进的全球互操作性能，能可以加速采用和推出基于LoRaWAN网络和IoT的应用程序
</td>
</tr>
<tr>
<td bgcolor="#CC99FF">
低功耗
</td>
</tr>
<tr>
<td>
协议专为低功耗设计，延长电池寿命长达20年
</td>
</tr>
<tr>
<td bgcolor="#CC99FF">
远距离
</td>
</tr>
<tr>
<td>
单个基站在人口稠密的城市/室内区域提供可靠连接，并可达30英里远的农村地区
</td>
</tr>
<tr>
<td bgcolor="#CC99FF">
安全
</td>
</tr>
<tr>
<td>
嵌入式端到端AES128加密
</td>
</tr>
<tr>
<td bgcolor="#CC99FF">
大容量 
</td>
</tr>
<tr>
<td>
每个基站支持数百万量级消息，是为多客户服务的公共网络运营商的理想选择
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

来源：SEMTECH 网站 (“LoRa技术和LoRaWAN协议”)

为什么选择Murata LoRa模块？

LoRa 模块 (产品信息)

<table border="1" cellpadding="0" cellspacing="0" width="574">
<tbody>
<tr>
<td bgcolor="#3399FF" colspan="3">
零件编号/关键规格 
</td>
</tr>
<tr>
<td width="196">
零件编号
</td>
<td colspan="2" width="379">
CMWX1ZZABZ-078
</td>
</tr>
<tr>
<td>
多维外观
</td>
<td>
<img alt="Appearance of Murata LoRa Module " height="123" src="https://www.murata.com/~/media/webrenewal/products/lpwa/lora/lora_img00…; width="170" />
</td>
<td>
<img alt="Dimensions of Murata LoRa Module 'CMWX1ZZABZ078'" height="155" src="https://www.murata.com/~/media/webrenewal/products/lpwa/lora/lora_img00…; width="170" />  
12.5 x 11.6 x 1.76 mm (max.)
</td>
</tr>
<tr>
<td>
包装
</td>
<td colspan="2">
金属屏蔽
</td>
</tr>
<tr>
<td>
芯片组
</td>
<td colspan="2">
Semtech SX1276超长距离扩频无线收发器
</td>
</tr>
<tr>
<td>
微控制单元
</td>
<td colspan="2">
STMicro STM32L0系列 
ARM Cortex M0 + 32位MCU
</td>
</tr>
<tr>
<td>
闪存
</td>
<td colspan="2">
192Kbytes 
192K字节
</td>
</tr>
<tr>
<td>
天线配置
</td>
<td colspan="2">
外扩
</td>
</tr>
<tr>
<td>
主机接口
</td>
<td colspan="2">
UART/SPI/I2C
</td>
</tr>
<tr>
<td>
其他接口
</td>
<td colspan="2">
GPIO/ ADC
</td>
</tr>
<tr>
<td>
栅格阵列封装
</td>
<td colspan="2">
57 pads
</td>
</tr>
<tr>
<td>
射频发射功率
</td>
<td colspan="2">
+14dBm (+20dBm with PA boost)
</td>
</tr>
<tr>
<td>
电源电压
</td>
<td colspan="2">
2.2V to 3.6V
</td>
</tr>
<tr>
<td>
可工作温度范围
</td>
<td colspan="2">
-40ºC to +85ºC
</td>
</tr>
<tr>
<td>
证书
</td>
<td colspan="2">
FCC / IC认证和CE认证 
LoRa联盟认证 
TELEC认证
</td>
</tr>
<tr>
<td>
更多信息
</td>
<td colspan="2">
<a href="https://wireless.murata.com/eng/products/rf-modules-1/lpwa/type-abz.htm…;
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

Murata LoRa 模块梯队

评估组件

STMicro Discovery Board

配备了Murata's LoRa模块的“评估组件”可与我们其他的LoRa业务合作伙伴<a href="http://www.st.com/content/st_com/en.html">STMicroelectronics</a>合作

<table border="1" cellpadding="0" cellspacing="0">
<tbody>
<tr>
<td bgcolor="#3399FF" colspan="2">
零件编号 / 主要特性 
</td>
</tr>
<tr>
<td width="167">
STMicro零件编号
</td>
<td width="499">
B-L072Z-LRWAN1
</td>
</tr>
<tr>
<td>
外观
</td>
<td>
<img alt="Appearance of STMicro Discovery Board 'B-L072Z-LRWAN1' equipped with Murata LoRa module" height="163" src="https://www.murata.com/~/media/webrenewal/products/lpwa/lora/lora02_img…; width="250" />
</td>
</tr>
<tr>
<td>
Murata LoRa® 模块
</td>
<td>
CMWX1ZZABZ-091
</td>
</tr>
<tr>
<td>
特性
</td>
<td>
ST-LINK / V2-1嵌入式调试工具界面，LED，按钮，天线，Arduino™Uno V3连接器和Micro-B格式的USB OTG连接器。
</td>
</tr>
<tr>
<td>
更多信息
</td>
<td>
<a href="http://www.st.com/en/evaluation-tools/b-l072z-lrwan1.html">STMicroelect…;
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

硬件体系

硬件：STMicro Discovery Board

来源：STMicroelectronics

软件: Development Kit

来源：STMicroelectronics

<table border="1" cellpadding="0" cellspacing="0" width="566">
<tbody>
<tr>
<td bgcolor="#3399FF" colspan="2">
零件编号/主要特性 
</td>
</tr>
<tr>
<td width="127">
STMicro零件编号
</td>
<td width="265">
STM32Cube(UM2073)
</td>
</tr>
<tr>
<td>
Feature 
特性
</td>
<td>
i-CUBE-LRWAN主要特性 
- 应用程序集成 
- 轻松添加低功耗LoRa®解决方案 
- 超低CPU负载 
- 无延迟要求 
- 小型STM32内存占用 
- 提供低功耗定时服务
</td>
</tr>
<tr>
<td>
更多Information
</td>
<td>
<a href="http://www.st.com/content/st_com/en/products/embedded-software/mcus-emb…; target="_blank">STMicroelectronics I-CUBE-LRWAN</a>
</td>
</tr>
<tr>
<td>
去创建我的ST账号
</td>
<td width="439">
 
<a href="https://my.st.com/cas/login?service=https%3A//my.st.com/content/my_st_c…账户注册页面 </a>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

关于LPWA

LPWA代表低功耗广域无线技术。 LPWA无线技术支持IoT（物联网）应用，通常需要更低的功耗和更广的覆盖范围。尽管数据传输速率比现有的无线通信技术如WiFi，蓝牙，移动网络等相对较慢，但LPWA技术预计将广泛应用于IoT和M2M，因为它能够降低设备连接的功耗。

什么是LPWA？

LPWA以更低成本、更高效率运行。并且在更广的覆盖区域上支持更多的设备，具有更好的双向性。一些LPWA技术采用Sub-GHz频带以实现远距离传输。

根据市场预测，截止到2021年将有7亿物联网设备连接在LPWA网络上。截止到2025年，物联网11％的设备将使用LPWA连接，如LoRa，Sigfox，LTE-NB1等，服务市场将达到750亿美元。

主要特性

<table border="1" cellpadding="0" cellspacing="0">
<tbody>
<tr>
<td align="center" width="200">
远距离 
</td>
<td align="center" width="200">
低功耗 
</td>
<td align="center" width="200">
低数据率 
</td>
</tr>
<tr>
<td>
终端可以距离网关远达10公里
</td>
<td>
电池寿命长达十年
</td>
<td>
小于5000bps，每日多次发送光消息
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

应用

社会基础设施，智能房屋，农业，环保，医疗，制药，工业，物流，公共事业（水，燃气计量），能源，智能建筑，智慧城市，智能停车，定位跟踪，消费品等。

LPWAN技术比较表

<table border="1" cellpadding="0" cellspacing="0">
<tbody>
<tr>
<td> </td>
<td>
<img alt="LoRa" height="68" src="https://www.murata.com/~/media/webrenewal/products/lpwa/outline/about/a… " width="121" />
</td>
<td>
<img alt="Sigfox" height="68" src="https://www.murata.com/~/media/webrenewal/products/lpwa/outline/about/a…; width="121" />
</td>
<td>
<img alt="LTE Cat M1" height="68" src="https://www.murata.com/~/media/webrenewal/products/lpwa/outline/about/a…; width="121" />
</td>
<td>
<img alt="NB-IoT" height="68" src="https://www.murata.com/~/media/webrenewal/products/lpwa/outline/about/a…; width="121" />
</td>
</tr>
<tr>
<td>
频谱
</td>
<td colspan="2">
无牌照
</td>
<td colspan="2">
有牌照
</td>
</tr>
<tr>
<td>
距离
</td>
<td colspan="4">
> 10 km
</td>
</tr>
<tr>
<td>
数据率
</td>
<td>
<10 Kb/s
</td>
<td>
100 b/s
</td>
<td>
1 Mb/s
</td>
<td>
<150 Kb/s
</td>
</tr>
<tr>
<td>
输出功率
</td>
<td>
+20 dBm
</td>
<td>
+13 dBm
</td>
<td>
+23 dBm
</td>
<td>
+23dBm
</td>
</tr>
<tr>
<td>
电池寿命
</td>
<td colspan="4">
>10 years
</td>
</tr>
<tr>
<td>
功耗
</td>
<td colspan="2">
LOW
</td>
<td>
HIGH
</td>
<td>
MEDIUM
</td>
</tr>
<tr>
<td>
成本
</td>
<td>
LOW
</td>
<td>
LOW
</td>
<td>
HIGH
</td>
<td>
MID
</td>
</tr>
<tr>
<td>
是否可用
</td>
<td>
Now
</td>
<td>
Now
</td>
<td>
End 2017
</td>
<td>
2018
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

<a href="https://www.murata.com/en-eu/products/lpwa/lora">Murata LoRa模块</a>现已推出。

LPWA产品 
低功耗广域（LPWA）网络是专门用于设备互连的无线通信技术，核心在于功率效率和远距离传输。 LPWA最适合于IoT，M2M等应用和其它需要更低成本和更低功耗的场景。 LPWA技术正在迅速发展。为满足客户需求，Murata制造与市场领导者形成战略合作伙伴关系，并正在加快利用这一技术开发产品。