LoRaWAN 1.0.4 规范说明书
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简介：
《LoRaWAN 1.0.4规范说明书》详细阐述了LoRaWAN技术的最新标准和协议，为物联网设备提供了低功耗、远距离通信解决方案的技术指南。
LoRaWAN 1.0.4 规范详解
LoRaWAN（长距离广域网络）是一种基于 LoRa 调制技术的开放标准，用于构建物联网 (IoT) 的低功耗广域网 (LPWAN)。LoRaWAN 1.0.4 是由 LoRa 联盟发布的最新版本，提供了详细的协议规范，旨在确保设备间的兼容性和网络高效运行。本段落将深入探讨 LoRaWAN 1.0.4 关键特性、工作原理和主要应用场景。
**一、网络架构**
LoRaWAN 网络包括终端设备、网关、网络服务器、应用服务器以及认证服务器等组成部分。其中，终端设备通常为传感器或执行器，通过 LoRa 调制技术将数据发送至网关；后者作为透明桥接器负责转发接收到的数据到网络服务器。网络服务器管理会话，并进行加密与解密工作；而应用服务器则处理特定的应用数据，认证服务器确保设备安全接入。
**二、频谱效率与距离**
LoRa 采用扩频技术具备高频率复用性和长距离通信能力，在 LoRaWAN 1.0.4 中，通过调整扩频因子、编码速率和发射功率优化网络覆盖范围及容量，并减少干扰现象发生。
**三、多级寻址机制**
LoRaWAN 支持设备地址（64位）、网络地址以及应用地址等多层次的寻址方案，使得大规模设备连接成为可能。每个终端拥有独一无二的身份标识符；同时，借助于不同的网络和应用程序地址区分不同用途的数据包。
**四、通信模式**
LoRaWAN 定义了确认与非确认两种通信方式：前者提供消息传输可靠性但会增加功耗；后者则更节省能源却无法保证数据发送成功与否。
**五、Class A/B/C 设备类型**
- Class A设备是最常见的类型，它在发送数据后有两次短暂的接收窗口以期获得网络响应。
- Class B设备增加了预定时隙用于增强同步与定时传输的可能性。
- Class C设备几乎始终保持接收状态适用于需要频繁交互的应用场景。
**六、会话和连接管理**
LoRaWAN 1.0.4 规范引入了Join流程，当设备首次接入网络时需通过 Join Request 和 Join Accept 消息建立连接。此外，Link Check Protocol 负责定期检查链路质量以确保通信畅通。
**七、安全机制**
利用AES-128加密技术保证数据传输过程中的安全性；每个终端与服务器间拥有专用密钥用于上行和下行数据的加解密操作。
**八、QoS（服务质量）**
尽管LoRaWAN不是严格的QoS系统，但它通过设定数据速率及发射功率，并采用确认或非确认模式来实现对数据传输可靠性的平衡管理。
**九、功耗优化**
为适应低能耗应用场景，LoRaWAN支持深度休眠模式并允许设备自主决定唤醒时间以降低整体消耗电量。
**十、应用案例**
LoRaWAN广泛应用于智慧城市、农业监测、物流跟踪及环境监控等领域，并特别适用于需要长时间运行且依赖电池供电的远程终端装置。
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