一、什么是LoRa和LoRaWAN

LoRa：LoRa是一种线性调频扩频（CSS）无线调制技术，通过Chirp脉冲编码数据信息。LoRa调制抗干扰能力强，传输距离远（城市环境3-5公里，郊区可达15公里以上）。它特别适合低比特率、小块数据的传输场景，相比WiFi、蓝牙或ZigBee，在相同功耗下传输距离显著增加。这些特性使其成为低功耗物联网传感器和执行器的理想选择。LoRa 可以在免许可的亚千兆赫频段上运行，例如 915 MHz、868 MHz 和 433 MHz。

LoRaWAN：LoRaWAN是建立在LoRa调制基础上的低功耗广域网（LPWAN）通信协议。它定义了星型网络架构中终端设备、网关与服务器之间的通信规则、加密机制、入网流程及三种工作模式（Class A/B/C）。LoRaWAN通过网关中继，实现远距离传输小尺寸数据（如传感器数据），同时保障设备的低功耗运行。

二、LoRaWAN的协议特点

1、超低功耗：LoRaWAN 终端设备经过优化，可在低功耗模式下以微安级电流运行。

2、免许可频谱：使用ISM频段（470/868/915MHz）无需支付昂贵的频谱许可费用即可部署 LoRaWAN 网络。

3、高容量：单网关理论可支持数千终端，网络可扩展至百万级设备。

4、公共和私有部署：使用相同的硬件（网关、终端设备、天线）和软件（UDP 数据包转发器、基站软件、用于终端设备的 LoRaWAN 堆栈）可以轻松部署公共和私有 LoRaWAN 网络。

5、端到端安全性：LoRaWAN 使用 AES-128 加密确保终端设备和应用程序服务器之间的安全通信。

6、远距离：LoRaWAN 网关可以在开阔地区超过 10 公里的距离内传输和接收信号，在密集的城市地区可达 3 公里

三、LoRaWAN架构

LoRaWAN网络采用星型拓扑结构，也是典型的 LoRaWAN 网络架构。完整的通信链路主要包括有终端设备、网关、网络服务器（NS）、应用服务器（AS）。

1、终端设备：集成LoRa射频的传感器/执行器，负责数据采集与发送。

2、网关：协议转换器，将LoRa射频信号解调并封装为IP数据包转发至网络服务器。注意：网关仅做协议转换，不参与业务逻辑

3、网络服务器（NS）：管理MAC层通信、网络层密钥（NwkSKey）与设备生命周期。

4、应用服务器（AS）：在服务器上运行的软件，负责解析应用数据、执行业务逻辑。

常用到的服务器：

1、The Things Stack （TTS）：The Things Stack 是同时包含 NS 和 AS 的完整软件；The Things Network（TTN ）是把这套软件部署在公网上、对外提供服务的社区平台，TTN是TTS最著名的公开部署。（可直接使用验证）

2、ChirpStack：ChirpStack是同时包含 NS 和 AS 的完整软件。（需要自己部署后才能使用）