LoRa具有物联网的DNA，为多种物联网应用提供坚实的技术保障。尤其在高速增长的智慧表计、智慧城市、智慧社区、智慧农业、智慧工业、智慧物流等物联网领域以及一些消费类领域扮演着重要角色。本章将从这些细分垂直领域入手，从项目的需求分析、解决方案、技术实现等方面进行讲述，目的是让读者理解这些应用的由来以及LoRa如何助力这些应用。最终的目的是希望读者可以通过学习本章内容，在自身的项目中选择合适的方案，在碎片化的物联网应用中贡献自己的力量。

 

        本书介绍了LoRa的多种应用在中国的市场占比，其中智慧表计是最大的应用领域。LoRa在智慧表计领域应用的成功也是经历了多年的打磨，到现在已经获得了较大的成功，随之而来的是客户提出的新的更严苛的需求，LoRa的行业伙伴也在继续努力，不断挖掘LoRa的潜力，迎接市场的新挑战。

一、智慧表计的背景及技术 1．市场背景

无线抄表市场能够成为LoRa最大的应用领域主要有如下几个原因：

     （1）从技术的角度看，LoRa具有的超低功耗、超远距离以及网络架设便利的优点都是无线抄表市场最需要的技术。可以说从技术上看完全契合。

     （2）从产品角度看，无线抄表具有很强的一致性，几乎所有的表都是完全一样的，不像智慧城市的应用中有上百种传感器；表计数据格式、唤醒频率都完全相同，这样的产品统一性带来的好处是复制性强，稳定性好；在A城市实施效果和在B城市的实施效果一样，而许多智慧城市项目传感器的供应商就几十家，很难保证质量的一致性。

     （3）从市场角度看，无线抄表有着巨大的市场，中国有14亿居民，每家每户都需要水表、电表和气表。中国的物联网生态发展也非常合适，大量的传统表计更换为智能无线抄表产品。

       LoRa在表计市场的成功是天时地利人和的结果，如果说市场是“天时”，产品是“地利”，那么技术就是“人和”。LoRa技术并非只要安装在智能表计上就可以实现稳定无线抄表，它的成功是无数专业人员多年的研究和探索的结果。并非一种技术有优势就可以成功，而是需要整个产业链的共同努力最终才可以赢得市场，“人和”是最为重要的。

2.早期需求和难点

      1）早期需求                  
       LoRa能够快速进入智能表计领域，是通过技术替代的方式。其实无线抄表的概念很早就被提出了，并且有大量的公司在无线抄表的技术上努力，并取得了一些成果。比如使用无线手持抄表设备靠近无线表时，可以得到表计的数据。这种方案虽然不需要入户上门，仍然需要工作人员走到靠近无线表附近时才能实现抄表。早期智能抄表的需求较为简单，有如下三点：

解决人工抄表上门难问题，抄表智能化、全自动、免维护、无人化；

实时监控可视化，管理精细化；

智能化管网管理，降低管网耗损，降低后期管理维护成本，方便统一管理，通过大数据分析提供更多增值业务。

       2）难点

       由于无线技术的性能受限，早期的无线智能抄表遇到了许多难点：

抄表功耗高，电池支撑表计常年运行困难；

安装环境无法预估，抄表网络覆盖率不够，抄表成功率低；

无标准及规范，无法统一管理；

私有云、私有系统维护困难，成本高昂。

       早期的无线抄表最主要是解决人工的问题，后期提升为精细化管理和数据分析增值服务。而如果要实现这些需求，最主要的是通过低成本的方式实现高效率的抄表。由于FSK技术通信距离和灵敏度受限，早期无线抄表一直被功耗、成功率等问题困扰，很难大范围地开拓市场。

      3.无线抄表方案

       现在LoRa智能抄表常用两种方案，分别是自组网抄表和LoRaWAN网络抄表。

       自组网抄表或者叫作LoRa私有协议网络抄表。基于自组网抄表最早支撑的技术是Sub-1GHz小无线的FSK，前面也提到FSK技术在初期技术上遇到了很大的困难。当2013年LoRa推出后，提高了设备通信距离，行业人士就从原来的FSK转而投向现在的LoRa技术。图9-1所示为LoRa私有协议网络抄表应用中的网状网络拓扑结构，早期的FSK抄表 应用常使用此种网络结构，至今仍有不少LoRa抄表项目依然沿用此网络拓扑结构。不过多数的LoRa抄表应用采用星状网络拓扑结构，其网络拓扑结构与图9-2完全相同，差别为使用的网络协议不同。

        在功能实现上，LoRa自组网采用网关或手持设备与表计形成一个星状或网状网络，其具有以下特点：