随着我们进入互联时代，我们对物联网（IoT）的依赖将更加明显。在无数物理设备、车辆和其他物品之间主动传输大量数据的能力将改变人们和企业的游戏规则。MachinaResearch估计，2025年将有270亿个物联网连接，产生3万亿美元的收入。虽然短距离无线技术将继续占2025年所有物联网连接的约72%，但MachinaResearch估计，11%的物联网连接将使用低功耗广域网(LPWAN)技术，这表明围绕长距离和低功耗功能构建的解决方案存在真正的市场机会。
为了支持这一趋势，物联网需要可靠的技术，以实现各种连接应用的充分使用。数据传输依赖于覆盖范围广、功耗低的安全网络。LoRa设备和无线射频技术(LoRa技术)是一种长距离、低功耗的无线射频(RF)平台，是解决方案。LoRa技术具有足够的通用性，既可以在密集的城市环境中发挥作用，也可以在分散的农村地区发挥作用，使其成为任何使用案例的理想物联网解决方案。
基于LoRa的物联网解决方案始于支持LoRa的嵌入式传感器，该传感器通过LPWAN网关应用发送数据。然后，数据被发送到网络服务器，并被路由到应用服务器和云IoT服务。应用程序使用机器学习和人工智能等技术解释从嵌入式传感器收集的数据，安全地向最终用户提供有价值的信息。
物联网LoRa技术解决方案：安全的物联网
Gartner发现，近20%的组织在过去三年中至少观察到一次基于物联网的攻击。该公司还预测，2021年全球物联网安全支出将达到31亿美元。
LoRaWAN规范是一种低功耗的广域网络协议，旨在将区域、国家或全球网络中的电池操作的"物"与互联网无线连接。LoRaWAN网络协议的一个关键要素是安全。例如，它的基线认证和安全框架是基于IEEE802.15.4/2006附件B[IEEE802154]所实现的AES128加密方案。通过对用户数据加密和认证/网络完整性使用单独的密钥，LoRaWAN与单密钥实现相比具有更高的安全性。
物联网设备或所谓的终端节点连接到LoRaWAN网络有两种方法。第一种叫做个性化激活（ABP）。在这种方法中，网络会话密钥和应用会话密钥已经与唯一的32位设备地址和唯一的24位网络ID一起存储在IoT设备中，后者识别设备要连接到的特定LoRaWAN网络。
连接LoRaWAN/IoT设备的默认方法是通过称为空中激活（OOTA）的程序。在这种方法中，每个物联网设备将向网络服务器发送一个加入请求消息，然后网络服务器将此消息转发给加入服务器。
该JoinRequestMAC命令将包含三个数据字段。一个IEEE定义的64位DevEUI（把它看作是LoRa设备的"以太网MAC"地址），唯一地标识这个特定的LoRaWAN/终端节点。它还将发送一个唯一的AppEUI，以识别该特定终端节点要连接的应用服务器。最后的数据是一个随机的2字节设备令牌。Join服务器将存储这些随机的设备令牌，这些令牌来自每个终端节点之前的Join请求信息。
如果JoinServer收到来自特定终端节点的未来加入请求，其设备令牌与最近收到的相同，JoinServer将忽略该加入请求。这将防止所谓的"重放攻击"，即黑客可以以某种方式捕获来自特定终端节点的JoinRequest无线电消息，并重放（即重新发送）相同的消息，目的是使原始终端设备与LoRaWAN网络断开连接。
只有当Join服务器能够验证DevEUI和AppEUI的组合时，它才会发出一个唯一的32位设备地址、一个唯一的24位网络ID和一个3字节的应用令牌。这些参数将由终端节点在网络服务器的所谓JoinResponse命令中接收。然后，终端节点可以生成自己的安全密钥。图3显示了用于生成应用会话密钥（AppSKey）和网络会话密钥（NwkSKey）的字段。生成这些密钥的关键字段之一是AppKey。这是一个128位的固定值，对于每个终端节点来说都是唯一的。
LoRa部署以安全为前提进行设计，是物联网解决方案的命脉。现在让我们来看看一些基于LoRa的物联网应用的常见例子：
物联网LoRa技术解决方案：全球供应链跟踪
车队，如卡车、汽车、船舶和飞机和，是许多拥有全球市场的企业的支柱。通过利用物联网车队跟踪，企业拥有必要的数据来做出明智的成本节约决策。嵌入式传感器可以通过路线规划、地理车辆跟踪和提供预测性维护更新来协助进行有效的燃料管理，从而实现计划性维修和减少停机时间。整个车队可以在不到一天的时间内配备嵌入式传感器，并以最小的努力进行维护，因为其低功耗使传感器电池可以持续20年。
嵌入式传感器还可用于监控这些船队在全球供应链中运输的货物。航运公司可以监控并自动调整冷藏设备中的环境条件，降低温度严重波动的风险。在长距离运输敏感易腐品（如食品）时，这是一个理想的功能。此外，传感器可以定期传递货运位置的地理数据，为用户提供监控物品的能力，并确保其到达预定目的地。
物联网LoRa技术解决方案：智慧农业
地球上只有3%的水是可获取的淡水，而其中70%被农业产业所消耗。物联网解决方案在为农民提供所需信息，以便他们就如何有效利用所掌握的资源做出决策方面至关重要。通过使用智能灌溉的基于LoRa的部署，农民能够降低作物因过度灌溉或干燥而死亡的风险。
灌溉区配备了一个远程传感器平台和不同深度的土壤湿度传感器。传感器站的LoRa收发器定期向LoRa网关发送包含土壤湿度水平数据的信息包。该网关可支持6英里半径内多达1000个传感器的部署。土壤数据随后由专用或基于云的服务器进行分析，然后将其发送到终端用户，终端用户可以配置应用，以便在干旱地区进行手动或自动灌溉。通过将传感器与灌溉系统集成，农民能够在保持最佳作物产量的同时，节省多达30%的用水量，使LoRa技术成为农业行业理想的物联网解决方案。
物联网LoRa技术解决方案：智能家居
作为业主，有很多事情需要跟踪。水的使用量、灯光和温度等等。在互联时代，物联网解决方案可以简化公用事业的管理，无论业主在网络中的哪个位置，都可以随时访问它们。支持LoRa的智能家居应用扩展到恒温器、洒水器、门、锁和能源插座。与智能冰箱类似，基于LoRa的恒温器能够监测家庭温度，并在一天中根据需要进行调整。智能灌溉应用可以监控喷灌装置何时以及应该活动多长时间。这些应用都可以通过移动设备随时访问，为业主和物业管理人员提供控制多种公用事业和节约能源的能力。
此外，智能家居物联网解决方案还可以帮助保护家庭和建筑物免受水害。霉菌是困扰许多业主的问题，但为了使其生长，必须具备理想的条件。水分和湿度是霉菌生长的关键因素，而这两者都可以使用基于LoRa的嵌入式传感器进行监测。与其他智能家居公用设施类似，除湿机可以通过LoRa网络激活。此外，低成本和低功耗的传感器可以安装在水槽下、管道和窗户附近等易水区域。通过识别整个房屋的湿度和温度水平，当漏水发生时，房主能够立即得到通知，并在必要时进行修复，以防止霉菌生长。
物联网LoRa技术解决方案：前方的路
随着世界拥抱互联时代，必然会有更多的物联网应用被开发出来，以应对新的挑战。LoRa科技将继续为物联网解决方案提供关键支持，用长距离、低功耗的网络为终端用户赋能。作为物联网的DNA，LoRa科技的前景一片光明，为不同行业提供加入物联网运动所需的工具。
以上就是物联网LoRa技术解决方案的全部内容了，希望综上能给予各位一定的帮助。
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