LoRa技术优势及参数解读，LoRaWAN节点分类详解

LoRa（Long Range）是一种基于扩频调制技术的无线通信方式，显著提升通信距离，适用于低功耗广域网（LPWAN）的低频次、小数据量、长距离传输场景。LoRa技术的优势在于其扩频调制方式，使得信息在传输过程中不易被噪声淹没，接收方只需了解正交的扩频序列即可恢复信号，从而提高了抗干扰、抗噪声和抗阻塞的能力。此外，LoRa技术支持不同扩频因子下的信道复用，提高频谱利用率。
LoRa WAN是基于LoRa调制技术的一种MAC层规范协议，旨在构建高容量、长距离、低功耗的星型网络。LoRa WAN协议对全球不同国家和地区划分了不同的通信频段，如中国的470MHz~510MHz、欧洲的863MHz~870MHz、美国的902MHz~928MHz等。各频段规定了不同的信道划分、数据率等LoRa WAN参数。LoRa WAN协议目前有四个版本，主要包括1.0.1/1.0.2/1.0.3/1.1四个版本。
LoRa WAN网络中的节点类型分为class A、Class B和Class C。Class A节点在发送上行消息后开启RX1接收，若RX1无接收则自动开启RX2接收；Class B节点周期性接收，每个周期开启一次接收，不会一直工作，选择性接收；Class C节点在无特定指令时，始终处于接收状态，电池供电不受限的情况下可选择Class C。
LoRa WAN节点可以通过OTAA（Over The Air Activation）或ABP（Activation By Personalization）两种方式加入网络。节点入网信道（CH）及数据率（DR）配置与网关一致，此外，MCU晶振精度会影响接收窗口对齐。
在选择LoRa芯片时，可以根据需求选择不同的型号，如ASR650x、ASR6505和ASR6500S等。ASR650x系列内置了cy4100plus Cortex-M0+ MCU及sx1262 LoRa射频芯片，支持150MHz~960MHz通信频率；ASR6505系列与ASR650x系列的主要区别在于MCU不同，外设资源更加丰富；ASR6500S系列是【LoRa射频芯片】+【晶振】+【射频开关】+【射频电路】的SiP，内部无MCU。
在进行LoRa射频芯片选型时，需要注意以下几点：
1. 频偏：32M晶振精度在20ppm以内，10ppm最好； 2. 发射频率：接近21dBm最好； 3. 接收灵敏度：达到接近-137dBm为最佳，可通过调节射频匹配网络来改善。
此外，32.768K晶振的精度应在20ppm以内，主要影响LoRa WAN接收窗口对齐。在硬件设计时，MCU通过SPI接口控制SX1262芯片，且MCU和SX1262的SPI管脚引出到ASR650x外部，需在外部电路连结。
总之，LoRa技术作为一种具有显著优势的无线通信方式，在低功耗广域网领域具有广泛的应用前景。通过选择合适的LoRa芯片和优化硬件设计，可以构建高效、可靠的LoRa WAN网络。

LoRa(LongRange)是一种基于CSS的扩频调制技术，能够显著提升通信距离，适用于低频次、小数据量、长距离的LPWAN低功耗广域网，具有如下优点。

1.在传输过程中，信息可能被噪音淹没，接收方只需要听取重点(知道正交的扩频序列)就可以恢复型号

2.抗干扰、抗噪音和抗阻塞能力强

3.扩频因子不同时可以使用相同的信道(不同的扩频序列之间是正交的，因此频率可以复用)

4.宽带扩频技术，抗多径、抗衰落能力强

LORA的射频参数

发射功率和晶振频偏会影响芯片收发的及时性和准确性。

LoRa WAN是一个MAC层的规范协议，由LoRa Alliance基于LoRa制定，目的是为了使用LoRa调制技术组成一个高容量、长距离、低功耗的星型网络。为满足低成本并依靠电池供电的Sensor应用场景，LoRaWAN协议特别的做了一些优化，同时在网络延迟与电池寿命间做了平衡。

LoRaWAN针对全球不同的国家和地区划分了不同的通信频段，中国为470MHz~510MHz，欧洲为863MHz~870MHz，美国为902MHz~928MHz，各频段规定了不同的信道划分、数据率等LoRaWAN参数。

LoRaWAN协议版本目前有四个，主要有1.0.1/1.0.2/1.0.3/1.1四个版本。

LoRa WAN的节点类型

class A (节点在发送上行消息后开启RX1接收，若RX1无接收则自动开启RX2接收)

class B(周期接收，节点每个周期开启一次接收，不会一直工作，选择性接收。一般选择电池供电可选class B)

class C (无特定指令时，class C都在接收除了在发射状态时，电池供电不受限的情况下可选择class C)

LoRa WAN 入网

LoRaWAN 节 点 加 入 网 络 可 以 通 过 OTAA(Over The Air Activation) 或ABP(Activation By Personalization)两种方式。

!节点入网信道(CH)及数据率(DR)配置与网关一致，此外MCU晶振精度会影响接收窗口对齐

ASR LoRa芯片选型

ASR650x

ASR6501 封装为QFN48,ASR6502封装为QFN60,两者之间只是封装不同

· ASR650x 内置了cy4100plus Cortex-M0+ MCU及sx1262 LoRa射频芯片。

· MCU主频48MHz，128KB Flash编程空间，16KB SRAM。

· LoRa支持150MHz ~ 960MHz通信频率。

硬件设计注意：MCU通过SPI接口控制SX1262芯片，且MCU和SX1262的SPI管脚引出到ASR650x外部, 需在外部电路连结。

基本射频性能

· 频偏：32M晶振精度在20ppm以内，10ppm最好了

· 发射频率：接近21dBm最好

· 接收灵敏度：达到接近 -137dBm为最佳，调节射频匹配网络改善

!这三项性最好能在贴片完成即进行测试调试。此外，32.768K晶振的精度应在20ppm以内，主要是影响LoRaWAN接收窗口对齐。

ASR6505

· ASR6505与ASR650x的主要差异在于MCU不同，ASR6505的外设资源比较丰富。

· ASR6505与ASR650x的LoRa射频芯片是一样的，因此LoRa协议栈框架是一样的，ASR6505的SDK可以看作是ASR650x的简化。

· 因为 Flash空间限制不带 OS，不支持 LoRaWAN ClassB，支持LoRaWAN ClassA和LoRaWAN ClassC

· 只支持一个节点通信，不同时支持多个节点通信

ASR6500S

ASR6500S是【LoRa射频芯片】+【晶振】+【射频开关】+【射频电路】的SiP ，内部无MCU。

ASR6500S MCU选型注意

· ASR6500SLT和ASR6500SHT的晶振为TCXO，软件注意初始化需配置DIO3为TCXO控制引脚，

· 并进行校准。

· ASR6500S内部包含了射频开关，软件需要配置DIO2为射频开关的控制引脚，并且收发时应该拉高SW_CTRL引脚给射频开关供电。

审核编辑：汤梓红