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首款LoRa定位芯片LR1110发布,主打低成本/低功耗

时间:2021-08-04 作者:刘于苇 阅读:
市面上的定位技术品类繁多,如Wi-Fi定位、GPS定位、蜂窝基站定位、UWB等各有优缺点,考虑到物料清单(BOM)成本、组件数量、功耗或安全等方面,针对的应用领域也各不相同。LoRa Edge的目标市场是原有低功耗Wi-Fi定位市场、原有低功耗GPS定位市场、对LoRa灵敏度要求更高的市场以及原有LoRa+BLE定位市场……
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2020年6月,Semtech宣布推出LoRa Edge™产品组合,这是一个全新的基于LoRa®的低功耗平台,可以软件设置定义。据介绍,LoRa Edge可为室内和室外资产管理提供多样化的应用组合,目标应用市场包含工业、楼宇、家居、农业、交通运输和物流等领域。AIEEETC-电子工程专辑

2020年7月30日,Semtech在深圳会展中心举办了一场“2020 LoRa创新应用论坛”,期间发布了第一款面向地理定位应用的LoRa Edge芯片组(LR1110)。AIEEETC-电子工程专辑

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Semtech公司市场战略总监甘泉AIEEETC-电子工程专辑

该芯片组是LoRa Edge地理定位解决方案的核心,据Semtech公司市场战略总监甘泉介绍,“该方案支持低功耗Wi-Fi和GNSS扫描功能,结合简单易用且经济高效的LoRa Cloud™地理定位以及设备管理服务,可显著降低采用物联网来定位和监测资产的成本和复杂性。”AIEEETC-电子工程专辑

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在低功耗定位市场取代Wi-Fi和GPS

市面上的定位技术品类繁多,如Wi-Fi定位、GPS定位、蜂窝基站定位、UWB等各有优缺点,考虑到物料清单(BOM)成本、组件数量、功耗或安全等方面,针对的应用领域也各不相同。LoRa Edge的目标市场是原有低功耗Wi-Fi定位市场、原有低功耗GPS定位市场、对LoRa灵敏度要求更高的市场以及原有LoRa+BLE定位市场。AIEEETC-电子工程专辑

具体应用主要是资产管理,包括:资产定位(室内/室外位置)、资产可追溯性(送达、出发和持续追溯性)、地理围栏(虚拟地理边界)、资产追回(资产可搜寻模式)以及资产丢失和被盗保护(自定义区域报警)。AIEEETC-电子工程专辑

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在产品定位上,LR1110精度要低于GPS/Wi-Fi芯片组的方案,但是对于绝大多数的物联网设备来说,定位精度达到米级已经够用。AIEEETC-电子工程专辑

定制化的Wi-Fi和GNSS功能

Cisco预计在未来的十年里,随着各机构不断转向更侧重于物联网的业务战略,全球将有5000亿台设备连接到互联网,其中大多数物联网设备无论在安装时,还是在整个资产生命周期内都需要某种形式的定位功能。AIEEETC-电子工程专辑

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Wi-Fi定位技术可以说非常成熟了,但传统Wi-Fi方案都需要一个模块,“而我们这个Wi-Fi模块是专门定制的,把所有发射的射频器件全部去掉,只留一个最简单的接听功能,专门用于定位,”甘泉介绍到,这就是Wi-Fi 被动扫描功能。AIEEETC-电子工程专辑

这个定制模块能够发现 Wi-Fi b/g/n 的信号,提取设备地理定位的MAC 地址,捕捉和解调包含 MAC 地址信息的Wi-Fi数据包,但是并不需要像主动扫描那样传输所有信号,而是可以提取并传输可选信号及RSSI,降低功耗。LR1110还可以提取国家/地区代码,并将MAC 地址发送至基于云的Wi-Fi查找服务,进一步降低本地功耗。AIEEETC-电子工程专辑

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LR1110可以捕捉部分卫星广播信号,再将信号聚合到 NAV 消息并发送到云服务器,从而获得位置信息。据甘泉介绍,LR1110内置的多星座GNSS扫描仪支持GPS L1 + GPS 地球静止轨道卫星定位、SBAS系统(利用地球静止轨道卫星建立的地区性广域差分增强系统)中的欧空局接收卫星导航系统(EGNOS)、美国雷声公司的广域增强系统(WAAS),以及北斗 B1 + 北斗地球静止轨道 GEO/IGSO定位。AIEEETC-电子工程专辑

“目前市面上几乎所有的卫星定位,都是本地运算。而LR1110的多星座GNSS扫描仪只获取卫星数据,并不在本地进行数据处理,而是将数据直接发送到云端进行处理,能够非常好地降低功耗。”甘泉说到,“同时LoRa基站也可以向LR1110 提供协助参数,比如设备初始位置粗略估算、当前时间、已补偿的参考频率误差、Almanac 的最新版本等等,从而提升定位的精度。”而有关为 LPWAN 定制的 LR1110 信息也可以降低吞吐量和功耗。AIEEETC-电子工程专辑

功耗、成本、安全性?

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目前,LoRa Edge和LoRa Cloud地理定位服务需要连接到Semtech的服务器进行定位数据处理,这是一项收费服务。不过Semtech正计划向其他云服务厂商开放生态,同时对于数据保密较敏感的使用者,也可以自建云端的定位服务器。AIEEETC-电子工程专辑

相比于其他定位技术,由于不再需要添加GNSS和Wi-Fi器件,LoRa Edge降低了设备的BOM成本,并显著降低了设计和采购复杂性。AIEEETC-电子工程专辑

第一、通过添加LoRa Cloud地理定位服务,以及提供简单易用且经济高效的到达时间差(TDOA)数据、GNSS和基于Wi-Fi的云位置计算功能,进而大幅降低了设备的功耗,解决了GPS等方案需要频繁更换电池的问题,提高了资产管理效率;AIEEETC-电子工程专辑

第二、LoRa Edge方案将Wi-Fi、GPS、安全元件和回程收发器高度集成,减少了组件和供应商数量,客户仅在需要进行资产定位时才付费,能够进一步管理总拥有成本(TCO);AIEEETC-电子工程专辑

第三、在芯片制造时配置的密钥和安全连接添加流程,进一步简化了物联网解决方案的开发,满足了客户对安全性的严格要求。AIEEETC-电子工程专辑

产品特性

目前LR1110已上市,该产品可通过MCU控制实现多项功能,例如仅仅作为普通LoRa芯片使用、仅仅作为Wi-Fi/GNSS定位芯片使用或者多种技术配合使用。产品特性如下:AIEEETC-电子工程专辑

1、多功能射频前端AIEEETC-电子工程专辑

· 覆盖150-2700 MHz的连续频率合成器AIEEETC-电子工程专辑
· 全球定位系统(GPS)/ 北斗卫星导航系统信号扫描AIEEETC-电子工程专辑
· Wi-Fi被动扫描AIEEETC-电子工程专辑

2、低功耗LoRa /(G)FSK射频收发器AIEEETC-电子工程专辑

· 150–960MHz的全球频段支持范围AIEEETC-电子工程专辑
· +22 dBm的高功率功放PA通道AIEEETC-电子工程专辑
· +15 dBm的高效率PA通道AIEEETC-电子工程专辑
· 与LoRaWAN®标准完全兼容AIEEETC-电子工程专辑

3、加密引擎AIEEETC-电子工程专辑

· 硬件支持基于AES-128加密/解密的算法AIEEETC-电子工程专辑
· 处理DevEUI和JoinEUI等设备参数AIEEETC-电子工程专辑
· 保护加密密钥等机密信息AIEEETC-电子工程专辑
· 按照LoRaWAN标准存储NwkKey、AppKeyAIEEETC-电子工程专辑

同系列的更多产品将于2020年陆续发布。Semtech无线和传感产品部物联网无线总监Pedro Pachuca说:“Semtech不断推出可简化和加速低功耗广域网(LPWAN)应用开发的物联网解决方案。LoRa Edge和LoRa Cloud地理定位服务支持客户为各行业开发超低功耗应用,并将扩大LoRa在物联网生态系统中的应用范围。”AIEEETC-电子工程专辑

责编:Luffy LiuAIEEETC-电子工程专辑

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刘于苇
电子工程专辑(EETimes China)副主分析师。
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