LPWA物联网应用为什么需要模块化解决方案？村田有答案

由 judy 提交于周四, 10 九月 2020 - 15:07

部署物联网应用，需要专为IoT设计的无线通信技术，满足物联网的基本要求——低功耗和超长电池寿命；可靠的长距离覆盖；低运营成本等——即通常所说的低功耗广域网（LPWA）。

LPWA无线技术与人们常用的WiFi、蓝牙、智能手机使用的蜂窝移动网络有什么关键区别呢？

问题看似简单，难道不就是上面提到的“LPWA无线技术用在需要用低功率发送少量的数据的应用领域”吗？

实际上，对于应用端而言，一个更不容忽视的不同点在于，LPWA无线网络通常都没有指向特定的技术和运营商服务。

室内搭建个WiFi，或者智能手机上网，人们已经习惯了运营商负责提供服务或者特定的技术（产品）支持——路由器按照说明书设置，设备就能自动识别连接；移动通讯运营商更是将简单到只需要”打勾“的服务摆在小区门口。

然而，LPWA无线技术使用领域相比要广泛的多。比如基础设施、智能房屋、农业、环境检测、保健医疗、工业、物流运输、公用事业（水，煤气计量）、能源、智能建筑、智能城市、智能停车、定位跟踪、消费产品的分销零售和库存管理等等。

各行各业、各种场合对IoT设备的要求都不一样。

不同应用领域部署物联网（IoT），定制设备需要考虑的因素繁多。比如，设计、电子材料采购以及制造环节，如何保证稳定的供应并把握到恰当的市场窗口；射频标准合规认证的时间和成本。

另外，LPWA技术一般采用Sub-GHz频段来实现远距离数据传输，市场上目前有LoRa、Sigfox、LTE-NB1等技术选项。使用者需要考虑国家地区、应用需求的不同做出选择。
<img alt="01" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="b85aad3c-f44f-4589-92de-7511826b4200" src="/sites/default/files/inline-images/01_57.png" />
针对上述问题，村田制作所及其合作伙伴给出了模块化的解决方案。模块化的低功耗广域网物联网解决方案的优势很多：

<ol>
<li>IoT设备小型化</li>
<li>简化BOM和采购</li>
<li>更快推向市场，把握推场窗口</li>
</ol>

<ul>
<li>简化RF设计和认证</li>
<li>优化使用设计资源</li>
<li>降低复杂度，缩短测试周期</li>
</ul>

4. 与市场领先IC制造商合作

<ul>
<li>稳定的供应</li>
<li>质量保证</li>
<li>生产良率</li>
</ul>

5. 射频标准

<ul>
<li>节省产品认证的时间和成本</li>
<li>合规</li>
<li>低风险</li>
</ul>

做为电子零件制造商，Murata的名字通常使人首先想到采用陶瓷材料的电子组件，例如多层陶瓷电容器、表面声波滤波器和陶瓷谐振器。

实际上，村田制作所还经营蓝牙和Wi-Fi无线通信组件，在全球额智能手机的这些组件市场中占有很大份额，被称为近场通信组件专家。村田制作所同样专注开发LPWA的市场潜力。

村田制作所目前在全球范围内参与LPWA，并生产LPWA标准“ LoRa”模块，而且积极与产业上下游的标准、产品技术、以及各地区的运营服务供应商合作，推广利用LPWA的物联网服务，参与利用LPWA的服务的创建，向考虑用LPWA的企业提供模块化的应用支持。

LoRa（远距离无线电，Long Range Radio），是近年来随着物联网概念而热门的远距离低功耗无线通信技术，适合应用在距离远、低速率的物联网领域。例如水表、气表、温度湿度仪表、报警器、跟踪定位标签、安放检测传感等终端节点。

这些节点通过LoRa无线通信首先与LoRa网关连接，再通过3G网络或者以太网络，连接到网络服务器中，网关与网络服务器之间通过TCP/IP协议通信。

基于低功耗局域网无线标准（LoRaWAN™），在同样的功耗条件下LoRa比其它无线射频通信方式传播的距离扩大了3-5倍，实现了优化的功耗、远距离、以及稳定的信号的统一，特别适合物联网应用。

LoRaWAN™可以说是全球IoT应用领域的de-factor标准，是全球LoRa Alliance联盟的基础。村田制作所也是联盟的会员之一，与STMicro等企业合作，设计生产超小尺寸、价格优惠的LoRaWAN标准模组。
<img alt="2" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="d9ec7c9d-ae43-495d-a2aa-23e0aec99619" src="/sites/default/files/inline-images/02_60.png" /><img alt="村田制作所的LoRa模块" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="4ba0b7d2-331c-410f-abbd-c42068c65094" src="/sites/default/files/inline-images/03_48.png" />
<center>
村田制作所的LoRa模块
</center>

村田制作所的LoRa兼容模块ABZ型，是一种新型，紧凑，低成本，低功耗的广域网（LPWAN）无线模块，支持LoRaWAN远程无线协议。

这款新的独立模块尺寸仅为12.5 x 11.6 x 1.76毫米，采用金属屏蔽封装，包括Semtech SX1276超远程扩频无线收发器和STMicro STM32L0系列ARM Cortex-M0 + 32位微控制器（MCU）。模块主要接口有UART，SPI和I2C。并且该模块支持2.2~3.6V直流供电。

Murata CMWX1ZZABZ模块已获得无线电监管部门的预先认证。可在世界大多数地域的工业，科学和医学（ISM）频谱中运行868和915 MHz。

村田ABZ型LoRa模块正常输出功率为+14 dBm，但可以选择PA增强功能，以将RF输出增加至+ 20dBm，以用于长距离应用或终端设备位于室内信号不佳的地方。该MCU包括192 kB闪存和20 kB RAM，并具有足够的内存来嵌入客户应用程序并托管其他调制堆栈。

此外，CMWX1ZZABZ-078嵌入（作为选项）可信对象TO-Protect。通用MCU的安全软件库，可在LoRaWAN上提供增强的安全性。物联网应用开发人员可以使用配备有此小型模块的评估套件B-L072Z-LRWAN1轻松评估解决方案。

该模块的典型应用包括智能计量表、可穿戴设备、跟踪、M2M和物联网（IoT）边缘节点。该模块可在-40至+85°C的温度范围内工作，可适应各种温度。

模块规格

<table border="1" cellpadding="0" cellspacing="0">
<tbody>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">产品类别</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">MCU模块</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="201.33333333333334">产品状态</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">量产</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">等级</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">消费级</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">频率¹</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">860-930MHz</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">频率MHz（最小）</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">860MHz</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">频率MHz（最大）</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">930MHz</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">工作温度范围</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">-40至+85</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">芯片组</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">Semtech（SX1276）+ STM（STM32L）</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">调制</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">FSK，OOK和LoRa™调制</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="201.33333333333334">天线</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">外部</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="205.33333333333334">睡眠时钟</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">/</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">系统时钟</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">集成32MHz（TCXO，频率误差=±2ppm）; 32.768KHz（频率误差=±20ppm）</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">发射功率</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">最高+ 18.5dBm</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">工作温度°C（最低）</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">-40</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">工作温度°C（最高）</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">85</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">安装类型</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">LGA</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">包</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">金属屏蔽</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">尺寸</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">12.5 x 11.6 x 1.76mm</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">电源电压（Vdc）</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">3.3V DC</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">电源电压最小值</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">VDD_MCU，VDD_RF，VDD_TCXO为2.2V</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">最大电源电压</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">VDD_MCU，VDD_RF，VDD_TCXO为3.6V</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">接收灵敏度</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">-135.5dBm @ 1％PER，125kHz BW，SF = 12</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">发射模式电流</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">128mA @ 20dBm</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">接收模式电流</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">21.5mA @ 125kHz带宽</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">技术</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">LPWA</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">主机接口</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">I2C / UART / USB / SPI</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">FCC / IC认证</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">FCC / IC认证</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">符合RoHs</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">是</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="91.00000000000001">资质认证</td>
<td valign="top" width="327.3333333333333">符合RoHS指令；LoRaWAN认证</td>
</tr>
</tbody>
</table>

注1：频率范围869-930MHz的村田LoRa模组TypeABZ，仅适用于欧美市场。中国市场适用频率范围为（430-510MHz），产品型号为Type1NM-130。

如需了解该型号产品的详细规格（Order Number：LBAA0ZW1NM-130)，请进入产品页面查询：<a href="https://wireless.murata.com/type-1nm-130.html">https://wireless.murata…;

村田LoRa模块的开发板

开发板详细规格如下：

<ul>
<li>嵌入式超低功耗MCU STM32L072CZ，基于ARM ®的Cortex ® -M0 +核心，拥有192KB闪存，内存20千字节EEPROM的20个字节</li>
<li>频率范围：860 MHz-930 MHz</li>
<li>USB 2.0 FS</li>
<li>4通道，12位ADC，2×DAC</li>
<li>6位定时器，LP-UART，I 2 C和SPI</li>
<li>嵌入式SX1276收发器</li>
<li>LORA ®，FSK，GFSK，MSK，GMSK和OOK调制（+Sigfox™兼容性）</li>
<li>+14 dBm或+20 dBm可选输出功率</li>
<li>157 dB最大链路预算</li>
<li>可编程比特率高达300 kbit / s</li>
<li>高灵敏度：低至-137 dBm</li>
<li>89 dB的抗干扰能力</li>
<li>Rx电流低至10 mA，寄存器保持200 nA</li>
<li>完全集成的合成器，分辨率为61 Hz</li>
<li>内置位同步器，用于时钟恢复</li>
<li>同步单词识别</li>
<li>前导检测</li>
<li>127 dB +动态范围RSSI</li>
<li>LoRaWAN™A级认证</li>
<li>SMA和U.FL射频接口连接器</li>
<li>包括50欧姆SMARF天线</li>
<li>7个LED：</li>
<li>4个通用LED</li>
<li>5 V电源LED</li>
<li>ST-LINK-通讯LED</li>
<li>故障电源LED</li>
<li>1个用户和1个重置按钮</li>
<li>具有USB重新枚举功能的板载ST-LINK / V2-1调试器/编程器：大容量存储，虚拟COM端口和调试端口</li>
<li>Arduino Uno V3连接器</li>
<li>通过USB总线或外部VIN/ 3.3 V电源电压或电池为电路板供电</li>
<li>3×AAA型电池座，可独立运行</li>
<li>多种可供选择的集成开发环境，包括IAR™，Keil，GCC-basedIDEs，Arm® Mbed™</li>
</ul>

此模块可以通过村田及其合作方渠道购买：

村田制作所：<a href="https://wireless.murata.com/products/where-to-buy.html?parts=CMWX1ZZABZ…;

意法半导体：<a href="https://estore.st.com/en/b-l072z-lrwan1-cpn.html">https://estore.st.com…;

（以下相关活动介绍内容源自腾讯云加社区）

村田制作所作为IoT上游技术与产品的供应商，为了帮助中国物联网成长，支持LoRa基础网络的建设，与运营商腾讯正在开展合作。

腾讯通过腾讯云物联网开发平台提供 LoRaWAN 物联网络接入能力，及一站式的物联网全栈服务，为用户提供基础设施建设服务。由于合作伙伴及开发者可通过腾讯开放共享的 LoRa 社区网络，就近完成 LoRaWAN设备接入，从而大幅降低LoRaWAN的部署成本和使用门槛。

2019 年，腾讯开放了开发者共建共享的 LoRa 社区网络。目前社区公开的 LoRaWAN 网关已突破 700 个数量的关键里程碑，其中包括开发者自建的 200 余个 LoRaWAN 网关，以及腾讯开放的在深圳自建的数百个网关。

为了庆祝 LoRaWAN 网关突破 700 个数量的关键里程碑，同时也希望更多 LoRa 开发者加入到腾讯云 LoRa 生态，今年，腾讯与上游企业合作再次举办 LoRa 社区网关点亮活动！

活动介绍

本次腾讯LoRa社区网关点亮活动，开发者通过自有设备完成 LoRaWAN 网关在腾讯云物联网开发平台上的点亮操作，完成 LoRaWAN 节点及网关的接入实践文章并在腾讯的云加社区进行发帖，作品审核公布后即可获得奖品（腾讯鼠年生肖公仔）。

2020年8月21日——2020年10月18日，活动期间需要完成LoRaWAN节点网关的接入实践，并在作品问卷中提交相应信息。其中：

<ul>
<li>作品审核时间：10月19日-10月25日</li>
<li>结果公布时间：10月26日</li>
<li>奖品寄送及套件返现时间：10月26日-10月30日</li>
</ul>

开发套件

为了方便开发者更好地参与活动，开发者除了自行准备开发套件之外，如有需要还可购买合作厂商的开发套件。本次活动得到腾讯云生态伙伴的大力支持，包括：

<ul>
<li>腾讯云联名 TSC_WL_EVK STM32WL 评估板（意法半导体、瑞兴恒方、深圳智芯云）</li>
<li>唯传 LoRaWAN 开发套件（唯传）</li>
<li>RAK LoRa 应用实践开发套件（RAK）</li>
<li>EasyLinkin LoRa应用开发套装（慧联无限）</li>
<li>Rejeee M-GW1302S-EV（南京仁钰）</li>
<li>Murata开发套件（村田制作所）</li>
</ul>

活动期间购买 LoRa 相应套件的开发者可获得不同的折扣奖励支持，比如村田的开发套件，就可获得后续村田模块样品订单优惠(50片8折, 100片75折)。

▲ 
Murata开发套件（村田制作所） 
原价 $ 46.5 
作品审核公布后参赛者联系商家, 
购买村田模块享受50片8折, 100片75折优惠 
购买方式：扫图片中二维码进行购买

相约点亮LoRa 社区网关 
共举红心盛况 
我们在云加社区等你！ 
不见不散！

参考链接

腾讯云加社区：<a href="https://cloud.tencent.com/developer/team/TencentIoT">https://cloud.tenc… />
作品提交：<a href="https://wj.qq.com/s2/6927592/f81c">https://wj.qq.com/s2/6927592/f81c</a… />
村田LoRa产品方案：<a href="https://www.murata.com/zh-cn/products/connectivitymodule/lpwa/lora">htt…;

文章来源：<a href="https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU3NTk1MDgyOA==&mid=2247496123&am…; id="js_name">Murata村田中国</a>