LoRaWAN網(wǎng)關(guān)是什么？

LoRaWAN網(wǎng)關(guān)是LoRaWAN物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中的一個(gè)核心硬件組件，通過(guò)它可以從設(shè)備收集數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)發(fā)至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器?？梢哉f(shuō)沒(méi)有LoRaWAN網(wǎng)關(guān)，就不可能有LoRaWAN物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。

（LoRaWAN物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)）

LoRaWAN網(wǎng)關(guān)構(gòu)成：

構(gòu)造方面，一個(gè)LoRaWAN網(wǎng)關(guān)主要由兩個(gè)組件構(gòu)成：主機(jī)和集中器。

第一個(gè)組件，稱為主機(jī)，主機(jī)是LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的大腦。它其實(shí)是一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)控制集中器實(shí)現(xiàn)無(wú)線收發(fā)功能，并將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。在主機(jī)中運(yùn)行的關(guān)鍵軟件被稱為包轉(zhuǎn)發(fā)器，它決定了哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將接受由LoRaWAN網(wǎng)關(guān)收集的數(shù)據(jù)包。

第二個(gè)組件是集中器。它是LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的RF(射頻)部分，在其前端部分有RF芯片，可以同時(shí)接收數(shù)據(jù)。集中器上有一個(gè)數(shù)字基帶芯片，對(duì)RF信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，使其對(duì)主機(jī)有意義。LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的主機(jī)和集中器在板級(jí)上通過(guò)串行進(jìn)行通信。

除了集中器和主機(jī)之外，每個(gè)LoRaWAN網(wǎng)關(guān)都還需要一個(gè)很重要的東西，即外殼。外殼可以保護(hù)網(wǎng)關(guān)不受周圍環(huán)境變量的影響。外殼會(huì)根據(jù)預(yù)期使用環(huán)境而改變，比如：室內(nèi)網(wǎng)關(guān)采用緊湊的外殼。而戶外網(wǎng)關(guān)則使用更加堅(jiān)固、耐用和防水的外殼。

（NiceRF LoRaWAN網(wǎng)關(guān)）

LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的頻率

與其它網(wǎng)關(guān)一樣，LoRaWAN網(wǎng)關(guān)也需要在規(guī)定的工作頻率上工作。在特定國(guó)家部署網(wǎng)關(guān)時(shí)，必須要遵循LoRa聯(lián)盟的區(qū)域參數(shù)。不過(guò)，它是沒(méi)有通用頻率的，每個(gè)國(guó)家對(duì)使用非授權(quán)MHz頻段都有不同的法律規(guī)定。例如，中國(guó)的LoRaWAN頻段是CN470（470-510MHz），歐洲和美國(guó)的則分別是EU868(863-870MHz)和US915(902-928MHz)。每個(gè)國(guó)家都有其特定的頻道。詳細(xì)情況，你們可以參考LoRa聯(lián)盟的區(qū)域參數(shù)文件。

對(duì)了，LoRaWAN網(wǎng)關(guān)和設(shè)備必須要在相同頻率的計(jì)劃中才能運(yùn)行工作。假如LoRaWAN設(shè)備與LoRaWAN網(wǎng)關(guān)使用了不同的頻率計(jì)劃，這個(gè)設(shè)備就會(huì)對(duì)網(wǎng)關(guān)不可見(jiàn)。這種情況下，LoRaWAN網(wǎng)關(guān)就沒(méi)辦法將設(shè)備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

（LoRaWAN網(wǎng)關(guān)運(yùn)行框圖）

LoRaWAN網(wǎng)關(guān)在線或離線部署

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的要求和限制，LoRaWAN網(wǎng)關(guān)可以進(jìn)行在線或離線部署。對(duì)于在線網(wǎng)關(guān)來(lái)說(shuō)，它需要有一個(gè)回程網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接到互聯(lián)網(wǎng)，其通信回程可選WiFi、以太網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)絡(luò)等。在線連接的網(wǎng)關(guān)主要通過(guò)使用部署在云端的LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，這些服務(wù)器主要包括The Things Stack、騰訊云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和用于LoRaWAN的AWS IoT Core等。LoRaWAN網(wǎng)關(guān)離線部署時(shí)，可以利用LoRaWAN網(wǎng)關(guān)本身的內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，或者連接到本地部署在PC或服務(wù)器上的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。其用于本地網(wǎng)絡(luò)的主流網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之一是Chirpstack。在這種情況下，無(wú)論網(wǎng)關(guān)是在線還是離線，都必須向LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器注冊(cè)，然后對(duì)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦O(shè)置。

LoRaWAN網(wǎng)關(guān)看起來(lái)很復(fù)雜，但其實(shí)它只是設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間的一個(gè)“中間人”。它的第一項(xiàng)工作是通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)念l率計(jì)劃來(lái)接收數(shù)據(jù)包，當(dāng)然該計(jì)劃與它所部署地區(qū)的設(shè)備需要是匹配的。第二項(xiàng)工作是將數(shù)據(jù)正確地轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，在這過(guò)程中，LoRaWAN網(wǎng)關(guān)是通過(guò)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)器來(lái)注冊(cè)的。有了這些充分地配置，就可以在短時(shí)間內(nèi)擁有能工作的LoRaWAN網(wǎng)關(guān)。