傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)(高級(jí))課件81LoRaWAN基礎(chǔ)原理

1、“1+X”傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā) LoRaWAN基礎(chǔ)原理01LoraWAN網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介02網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備類型目錄CONTENTS1LoraWAN網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介知識(shí)鏈接01LoraWAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)02LoraWAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的安全性什么是LoRaWAN ？01 LoRa聯(lián)盟官方白皮書what is LoRaWAN介紹，LoRaWAN是為L(zhǎng)oRa遠(yuǎn)距離通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的一套通訊協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)。LoRa（Long Range Radio, 遠(yuǎn)距離無(wú)線電）是一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸技術(shù)，是LPWAN（Low-Power Wide-Area Network，低功率廣域網(wǎng)絡(luò)）通信技術(shù)中的一種，這一方案為用戶提供一種簡(jiǎn)單的

2、能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、低功耗無(wú)線通信手段。它最大特點(diǎn)就是在同樣的功耗條件下比其他無(wú)線方式傳播的距離更遠(yuǎn)，實(shí)現(xiàn)了低功耗和遠(yuǎn)距離的統(tǒng)一，它在同樣的功耗下比傳統(tǒng)的無(wú)線射頻通信距離擴(kuò)大3-5倍。LoRa整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為終端、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)幾個(gè)功能，一般LoRa終端和網(wǎng)關(guān)之間可以同過LoRa無(wú)線技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而網(wǎng)關(guān)和核心網(wǎng)或廣域網(wǎng)之間的交互可以通過TCP/IP協(xié)議，當(dāng)然可以是有線連接的以太網(wǎng)，也可以為3G/4G類的無(wú)線連接。01LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Cortex-R系列-面向?qū)崟r(shí)應(yīng)用的卓越性能 汽車制動(dòng)系統(tǒng) 動(dòng)力傳動(dòng)解決方案大容量存儲(chǔ)控制器網(wǎng)絡(luò)和打印0101End Nodes與Gateway的

3、組網(wǎng)是star（星型）拓?fù)?2LORAWAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的安全性LoRaWAN支持源頭認(rèn)證、完整性和MAC架構(gòu)重發(fā)保護(hù)。LoRaWAN同時(shí)支持終端設(shè)備和應(yīng)用服務(wù)器之前應(yīng)用載荷的端對(duì)端加密。LoRaWAN支持MAC指令加密的操作。所有這些過程都于高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（AES9）以及128位的密鑰算法。02LORAWAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的安全性 LoRaWAN使用靜態(tài)根密鑰和動(dòng)態(tài)生成的會(huì)話秘鑰。 根密鑰只存在于OTAA的終端設(shè)備上。當(dāng)OTAA終端設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行連接過程時(shí)，它們被用于生成會(huì)話密鑰。OTAA終端設(shè)備被安裝后，將能夠連接到與密鑰服務(wù)器有接口的任何網(wǎng)絡(luò)，最終設(shè)備與此關(guān)聯(lián)。終端設(shè)備利用會(huì)話秘鑰來(lái)保護(hù)空中通信。

4、 ABP終端設(shè)備不配備根密鑰。取而代之，它們會(huì)為預(yù)先選擇的網(wǎng)絡(luò)提供一組會(huì)話密鑰。而且 ABP終端設(shè)備整個(gè)生命周期內(nèi)會(huì)話密鑰保持不變。02LORAWAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的安全性2LORAWAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備類型LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)設(shè)備類型：電池供電-Class A低延遲-Class B無(wú)延遲-Class C節(jié)點(diǎn)設(shè)備類型終端設(shè)備服務(wù)不同的應(yīng)用，有不同的要求。為優(yōu)化各種終端應(yīng)用規(guī)范，LoRaWAN使用了不同的設(shè)備類別。設(shè)備類別權(quán)衡了網(wǎng)絡(luò)下行通信延遲與電池壽命。在控制或執(zhí)行器類型應(yīng)用中，下行鏈路通信延遲是一個(gè)重要因素。節(jié)點(diǎn)設(shè)備類型雙向終端設(shè)備(A類)：A類的終端設(shè)備允許雙向通信，因此每個(gè)終端設(shè)備的上行鏈路傳輸跟隨兩個(gè)短的下行鏈路接受窗口。傳輸時(shí)隙由終端設(shè)備調(diào)度，基于其自身的通訊需求并有一個(gè)基于隨機(jī)時(shí)基的微小變化(ALOHA類型協(xié)議)。對(duì)于在終端設(shè)備已發(fā)送一個(gè)上行鏈路傳輸后，僅需要從服務(wù)器下行鏈路簡(jiǎn)短地通訊的應(yīng)用來(lái)說，這種A類操作是最低功耗的終端系統(tǒng)。在任何其他時(shí)間從服務(wù)器下行鏈路通訊必須等下一個(gè)調(diào)度的上行鏈路。電池供電-ClassA01節(jié)點(diǎn)設(shè)備類型具備調(diào)度接受時(shí)隙的雙向終端設(shè)備(B類)：除A類隨機(jī)接受窗口外，B類設(shè)備在調(diào)度時(shí)間上打開了額外的接受窗口。為使終端設(shè)備在調(diào)度時(shí)間上打開其接受窗口接受網(wǎng)關(guān)同步信標(biāo)一次。這允許服務(wù)器知道什么時(shí)候終端設(shè)備在偵聽。