LoRa無線通訊在智能路燈的應用方案

　　在LED節能路燈逐步普及后，傳統城市照明中能源利用率低、路燈狀態監控不便等問題逐漸解決，節約了大量的人力物力，然而接下來如何去提高節能路燈監控方案性價比將成為市政建設的必然趨勢。

　　圖 1 市政節能LED燈

　　智能路燈能根據人流狀況、天氣情況有效調節燈的亮度，同時能監控燈體的狀態，提高維護效率。

　　圖 2 根據人流狀態調節亮度

　　從電力載波到現今的LoRa技術

　　傳統的路燈傳輸的電力載波模塊優點是可以直接復用供電線作為信號傳輸線，但受國內普遍不合格電能質量干擾嚴重，傳輸效果很不理想且價格較高，亟待優化。從“降低終端模塊成本”、“方便布線且便于維護”等方面考慮，市政路燈管理采用ZigBee短距離可組網的無線傳輸方案是一個很好的選擇。

　　圖 3 組網方式為多級傳輸

　　而要進一步降低成本則要從“減少路由數量”角度考慮，這就要用到遠距離傳輸的LoRa技術了。

　　低功耗和遠距離傳輸在無線通訊上向來只能二選一，直到將原本軍用的LoRa低功耗廣域網技術(即Low Power Wide Area Network技術的一種，簡稱LPWAN)轉為商用。在發射功率一定時，通常擴頻因子被設置得越大，模塊可獲得的接收靈敏度就越高，通信距離將越遠，但會同時導致通信速率降低。

　　圖 4 靈活可調的擴頻因子

　　LoRa無線傳輸技術的幾大優勢

　　對于未實現智慧市政和已經采用電力載波、短距離無線傳輸方案而言，要實現對城市內幾個大區路燈的實時控制層級精簡化，成本低廉化，要同時滿足長距離和低功耗兩個需求，LoRa方案在這一領域具備兩大優勢：

　　l減少路由，LoRa無線擴頻技術，具備-148dBm的接收靈敏度，比起傳統470MHz傳輸，擁有超過兩倍的通信距離和覆蓋面積，大大減少網關數量和施工成本，以及施工復雜度，傳統組網中數量巨大的路由及需要精心計算傳輸范圍內路由最佳放置點的難題也一并解決;

　　l超強抗干擾，路燈供電電纜及高樓林立的復雜城市路況都會對無線通訊產生很強的干擾作用，LoRa采用ISM頻段無線通信技術，融合了數字擴頻、數字信號處理和前向糾錯編碼，有效保證無線通訊穩定可靠和抗干擾能力;

　　LoRa模塊的應用

　　l節點方案

　　LED路燈智能管理系統節點(節點包括：無線傳輸模塊、核心控制系統、LED燈體)無線傳輸部分采用LoRa無線模塊如ZM470SX-M / ZM433SX-M。由于以上幾個產品應用環境的特殊性，ZLG致遠電子還為客戶提供各種天線布局方面的協助服務，為客戶縮短研發周期、提升產品整體競爭力提供有效的保證。

　　圖 5 基于LoRa技術的智能路燈控制邏輯

　　l網關方案

　　工業互聯網領域ZLG致遠電子推出了智能無線網關Iot-3968，以ARM9為核心，采用兩路MiniPCIE接口設計，并提供多種可選配的無線接口模塊(采用MiniPCIE接口設計，包括Wi-Fi、ZigBee、LoRa、GPRS/3G/4G等)，方便客戶快速搭建合適自身行業的智能物聯網網關產品。

　　圖 6 IoT-3968智能無線網關