傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)(高級)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)簡介02網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備類型目錄CONTENTS1LoraWAN網(wǎng)絡(luò)簡介知識鏈接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LoRa遠(yuǎn)距離通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的一套通訊協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)。LoRa（Long Range Radio, 遠(yuǎn)距離無線電）是一種基于擴頻技術(shù)的遠(yuǎn)距離無線傳輸技術(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單的

2、能實現(xiàn)遠(yuǎn)距離、低功耗無線通信手段。它最大特點就是在同樣的功耗條件下比其他無線方式傳播的距離更遠(yuǎn)，實現(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)的無線射頻通信距離擴大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)幾個功能，一般LoRa終端和網(wǎng)關(guān)之間可以同過LoRa無線技術(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類的無線連接。01LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Cortex-R系列-面向?qū)崟r應(yīng)用的卓越性能 汽車制動系統(tǒng) 動力傳動解決方案大容量存儲控制器網(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)用載荷的端對端加密。LoRaWAN支持MAC指令加密的操作。所有這些過程都于高級加密標(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)根密鑰和動態(tài)生成的會話秘鑰。 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，它們被用于生成會話密鑰。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)備利用會話秘鑰來保護(hù)空中通信。

4、 ABP終端設(shè)備不配備根密鑰。取而代之，它們會為預(yù)先選擇的網(wǎng)絡(luò)提供一組會話密鑰。而且 ABP終端設(shè)備整個生命周期內(nèi)會話密鑰保持不變。02LORAWAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的安全性2LORAWAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備類型LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點設(shè)備類型：電池供電-Class A低延遲-Class B無延遲-Class C節(jié)點設(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重要因素。節(jié)點設(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，因此每個終端設(shè)備的上行鏈路傳輸跟隨兩個短的下行鏈路接受窗口。傳輸時隙由終端設(shè)備調(diào)度，基于其自身的通訊需求并有一個基于隨機時基的微小變化(ALOHA類型協(xié)議)。對于在終端設(shè)備已發(fā)送一個上行鏈路傳輸后，僅需要從服務(wù)器下行鏈路簡短地通訊的應(yīng)用來說，這種A類操作是最低功耗的終端系統(tǒng)。在任何其他時間從服務(wù)器下行鏈路通訊必須等下一個調(diào)度的上行鏈路。電池供電-ClassA01節(jié)點設(shè)備類型具備調(diào)度接受時隙的雙向終端設(shè)備(B類)：除A類隨機接受窗口外，B類設(shè)備在調(diào)度時間上打開了額外的接受窗口。為使終端設(shè)備在調(diào)度時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)器知道什么時候終端設(shè)備在偵聽。