物联网(IoT)时代下，有些装置毋须传送高资料量，但却须要低功耗的连结方式，来维持更长时间的运作，因此促成低功耗无线广域网路(LPWAN)如LoRaWAN、SIGFOX渐受瞩目。与SIGFOX相比，LoRaWAN(Long Range Wide Area Network)因拥有较多电信商投入，加上是公开网路，并能于杂讯位准(Noise Level)以下维持运作，故较多厂商采用该技术。

图1　升特LoRa专案开发经理陈强观察，目前欧洲电信营运商及印度Tata Telecom皆已投入开发LoRaWAN。

升特(Semtech)LoRa专案开发经理陈强(图1)表示，现阶段，物联网可以选择的网路连结方式包括区域网路(LAN)、低功耗无线广域网路、蜂巢式网路(Cellular)，而LoRaWAN属于低功耗无线广域网路。LoRaWAN能应用于公开网路和私有网路，并兼具长距离、低成本等优势，能弥补上述其他两种网路的不足；此外，LoRaWAN更有低功耗、能维持较长电池寿命的优点。

陈强观察，当前低功耗无线广域网路包括LoRaWAN、SIGFOX等。相较于SIGFOX，LoRaWAN持有三个强项：较多电信商投入、公开网路、可于杂讯位准以下维持运作。

陈强进一步解释，目前较多电信商加入LoRa联盟来发展低功耗无线广域网路，当电信商主动踏入此领域，并先建置好网路环境时，将会更促进相关终端需求产生，而有利后续推动产业与服务，譬如当前欧洲的一、二线城市，已有电信营运商投入架设LoRaWAN网路，这是目前LoRa在市场发展的*大优势。

此外，物联网生态圈包括节点(Node)、闸道器(Gateway)、网路伺服器(Network Server)、应用伺服器(Application Server)等四大方面。当物联网前端感知层搜集资料后，会经过闸道器和网路伺服器，后端才能分析资料，从而获得有用的大数据(Big Data)，而大数据有机会成为可买卖的财富，所以谁拥有大数据将是重要的获利关键。然而，SIGFOX属于私有网路，大数据由SIGFOX掌握；但LoRaWAN为公开网路，可让厂商自已拥有大数据，这也是为何LoRaWAN会受到多数厂商青睐的原因。

再者，在技术方面，LoRaWAN与SIGFOX也有所差异。LoRaWAN利用展频(Spread Spectrum)技术，它不像SIGFOX是利用频移键控调变(FSK)，因此LoRaWAN能在杂讯位准以下维持操作。换言之，即使在各国开放频段有限的情况下，当物联网蓬勃发展、感测节点暴增之际，而导致杂讯水平(Noise Floor)上升、拉高杂讯位准时，LoRaWAN也能有效操作。但SIGFOX因仅能运作于杂讯位准以上，所以当杂讯位准拉高时，便导致感测节点无法发挥效用或须增加强波器才能通讯，而丧失原本长距离通讯的优势。

据悉，LoRa联盟成立于2015年3月，该联盟推广的LoRaWAN技术，可应用于物联网和机器对机器(M2M)，眼前多应用于智慧城市、智慧工业等领域。目前已超过一百九十个成员，成员领域涵盖电信商、设备商、系统整合商、感测器制造商和半导体商等，包括IBM、思科、惠普、富士康、Semtech和Sagemcom都已参与此联盟，其中Schneider等业者也采用该技术。

此外，除了欧洲等国积极发展低功耗无线广域网路外，台北市亦看好此网路应用于智慧城市的潜力，近来也导入LoRaWAN技术，希望能藉此于2017年世大运时，大秀台湾首都的魅力。

台北市打造智慧城市　引进LoRaWAN技术

台北市加速迈向智慧城市。台北市正紧锣密鼓透过低功耗广域网路--LoRaWAN技术，布建物联网实验平台，希望能于2017年举办世大运和世界资讯科技大会时，成功展示智慧城市。

图2　台北市政府资讯局局长李维斌希望，透过物联网实验平台的建立来刺激更多智慧城市**应用服务的发展。

台北市政府资讯局局长李维斌(图2)表示，2017年世大运是台北争“面子”的时候，因为届时将涌入一百三十个国家的媒体与外国选手；而在世大运结束后，紧接而来的世界资讯科技大会，便是台北展现“里子”之际，所以要趁机秀出相关的智慧城市科技，所以台北市正积极打造一个物联网实验平台，以促成更多智慧城市应用。

李维斌进一步指出，该物联网实验平台旨在让想提供物联网服务的***能透过此平台从事实验，大幅降低开发成本与风险，并从中刺激更多关于公共、居家和工商等领域的**应用服务，且希望进一步带动更多商业模式发展，预计今年**季此平台即可上线。

据悉，该物联网实验平台系采用LoRaWAN技术，并结合正文科技的闸道器，来达到远距离且低功耗的网路传输，可大幅减少台北市十二个行政区部署相关基地台的数量与时间。

LoRaWAN具有低功耗、长距离、高感度和低成本等特性，此物联网实验平台透过该技术，能让讯号传输有效范围可达3∼5公里，并能用于宠物追踪、孩童校园定位、老人家防走失、路边停车位空位显示、农业土壤检测和渔业水质检测等，进一步加速实现智慧城市的各种应用。

事实上，除了各国政府与电信商相继投入之外，LoRaWAN热潮早已延烧至晶片业界，包括微芯(Microchip)、Pycom及德州仪器(TI)等厂商近来皆不约而同地推出相关模组，来抢攻低功耗无线广域网路的市场。

助力IoT联网发展　微芯LoRa模组获认证

物联网商机火速增温。市场调研单位Gartner分析，目前物联网市场正呈现爆发式的增长，到2020年可联网的物品将达到250亿件。

开发人员将面临的挑战是基于有限的资源建立简单、强大的基础设施。

有鉴于此，思科(Cisco)、IBM、陛特(Semtech)及微芯(Microchip)等多家科技业者于2015年1月共同宣布成立LoRa联盟，致力推广远距离、可双向通讯、低成本且低功耗的广域联网技术—LoRaWAN，加速物联网的实现。

历经1年多的发展，该联盟已日益壮大，不仅会员厂商突破一百三十家，且相关产品认证计画也于2015年11月正式展开，其中，Microchip生产的RN2483 LoRa模组已宣布通过认证。

图3　Microchip无线产品部门副总裁兼LoRa联盟策略委员会主席Steve Caldwell表示，此次通过LoRa联盟的LoRaWAN认证计画，将使该公司拉近建立LPWAN开放式标准规范的目标。

Microchip无线产品部门副总裁兼LoRa联盟策略委员会主席Steve Caldwell(图3)表示，LoRa联盟致力于建立一个**的、营运等级、低功耗广域网路(LPWAN)开放式标准规范，而官方认证计画推出，是迈向此一目标的关键一步。

Caldwell指出，这一认证计划将为终端客户提供保障，以确保其特定应用终端设备能够在任意一个LoRaWAN网路中正常工作，而这是使用LPWAN的物联网要实现全球范围部署的关键所在。

Microchip 433/868MHz RN2483 LoRaWAN模组是一款已通过欧洲R＆TTE指令评估的射频模组，可显着加快开发速度并降低开发成本。此外，新模组体积小，尺寸仅为17.8x26.7x3.0mm，并备有14个通用型之输入输出(GPIO)，在占用很少空间的同时可灵活连接及控制大量的感测器与驱动器(图4)。

图4　RN2483模组设计架构示意图 图片来源：Microchip

据悉，RN2483模组是由Espotel认可的测试实验室进行独立测试，其功能符合*新LoRaWAN 1.0协议规范要求，可用于868MHz免许可频段。

RN2483具有可扩展性、可靠的通讯性能、移动性以及能在恶劣室外环境中工作的特性，适用于范围广泛的低资料速率无线监测和控制设计。其物联网和M2M应用实例包括智慧型城市(路灯、停车、交通感测器)、能源计量(电/水/气智慧型仪表)、以及工业/商业/家庭自动化(空气调节(HVAC)控制、智慧型家电、安防系统、照明设备)等。

RN2483模组使设计人员可以快速、轻松的将其终端设备整合到任意一个LoRaWAN网路。采用LoRaWAN标准之后，可实现长达10英里的物联网与机器对机器(M2M)低速率资料无线通讯，以及10年之久的电池使用寿命，并且还能够将数百万的无线感测器节点与LoRaWAN闸道器连接起来。

据了解，在这一认证计划启动之前，Microchip的LoRa开发团队就已经与所有主要LoRaWAN网路基础设施供应商一起进行了广泛的验证和互通性测试，因此其模组产品也早就被认定为LoRaWAN生态系统中的黄金平台。

LoRaWAN核心网路供应商OrbiWise技术长Peter Kaae Thomsen就表示，该公司早已采用RN2483模组作为参考设备来测试其UbiQ网路解决方案。

另一方面，欧洲新创公司Pycom则致力开发LoRa(Low Power WAN)+Wi-Fi+蓝牙(Bluetooth)三合一无线模组，打破不同无线技术之间的藩篱，对于促成智慧家庭商用将会是一大助力。

兼容LoRa/Wi-Fi/蓝牙Pycom推三合一模组

Pycom与德州仪器(TI)在2016年的CES上发表Kickstarter**个专案计画中的物联网模组─LoPy。LoPy可同时支援Wi-Fi、蓝牙和LoRa三种不同连网技术。此*新Kickstarter计画是承续着Pycom在2015年所推出WiPy Kickstarter计画的成功经验而来。

Pycom执行长Fred de Haro表示，该公司从一开始就致力透过网路、电源和程式语言等方面的**设计，来打造独特的解决方案。

据悉，Pycom已与LoRa网路营运商如Senet与ThingsNetwork形成合作关系，以尽可能提供LoPy的使用者*好的网路覆盖范围。

事实上，Pycom的LoPy是经由WiPy Kickstarter的支持者给予的回馈意见开发而成，其中有60%的支持者倾向Wi-Fi结合蓝牙的新模组，而有20%的支持者则是希望Wi-Fi结合LoRa的模组。LoPy就是将三种技术合而为一，使LoRa Nano闸道器可以连结将近100个在半径5公里内的其他LoPy模组(图5)。

图5　三合一模组LoPy架构示意图 图片来源：Pycom

此外，LoPy使用MicroPython的开放原始码描述语言(Scripting Language)，减少了微控制器编码时间，大大地降低联网产品上市时间。开发人员可用LoPy模组开发多种应用，例如结合GPS接收器用来追踪宠物和人、车，或者用于农场感测器部署，以监测温度、土壤湿度、光照强度。

Haro进一步表示，该公司的LoPy选择MicroPython开放指令码语言，系因为MicroPython以Linux为基础，且背后有庞大的开发社群支援，有助LoPy用于无数应用的开发。