LoRa透明传输和定点传输是两种不同的无线数据传输模式,它们在传输方式、目标设备、传输协议等方面存在显著区别。
一、 LoRa透明传输和定点传输区别
1. 传输方式:
- 透明传输:透明传输模式下,发送的数据不经过任何处理,直接通过无线发射出去。接收端接收到的数据与发送端发送的数据完全一致,即“所发即所收”。这种模式适用于一对一或一对多的数据传输应用。
- 定点传输:定点传输模式下,发送的数据需要遵循特定的协议,包括目标地址和信道的设置。发送方在发送数据时,会指定一个目标地址和信道,接收方必须匹配这些参数才能接收到数据。这种模式适用于点对点的通信,可以灵活地改变目标地址和信道。
2. 目标设备:
- 透明传输:在透明传输模式下,所有处于同一信道的设备都可以接收到发送的数据,实现广播效果。
- 定点传输:定点传输模式下,数据只发送给特定的目标设备,多个接收设备如果地址和信道相同,都可以接收到数据。
3. 传输协议:
- 透明传输:不需要额外的传输协议,即插即用,简单易用。
- 定点传输:需要遵循定点传输协议,包括设置目标地址和信道等参数。
4. 应用场景:
- 透明传输:适用于需要广播数据的场景,如传感器数据的收集和传输。
- 定点传输:适用于需要精确控制数据传输路径的场景,如远程控制和精确数据传输。
LoRa透明传输和定点传输的主要区别在于传输方式、目标设备、传输协议和应用场景。透明传输适用于广播数据,操作简单;而定点传输适用于点对点通信,需要更复杂的协议设置。
二、 LoRa透明传输和定点传输在实际应用中的性能比较如何?
LoRa技术在透明传输和定点传输方面各有优势,具体性能比较如下:
1. 透明传输:
LoRa的透明传输模式允许数据直接通过无线链路进行传输,无需特定的协议或格式化。这种模式适用于需要简单、直接数据传输的应用场景。
透明传输模式下,LoRa模块可以实现一对一或多对一的无线数据传输,支持多种低功耗模式。
LoRa模块如E32-433T33S采用透明传输方式,工作在410~441MHz频段,利用LoRa扩频技术,提高了传输距离和穿透能力。
2. 定点传输:
定点传输模式允许发送数据时灵活改变目标地址和信道,这使得LoRa数传终端能够精确控制数据的发送目标和路径。
在定点模式下,发送数据的前两个字节作为目标地址,第三个字节作为信道,发射后恢复原有状态,确保通信的灵活性和可靠性。
USR-LG207是一款支持定点发送的LoRa点对点、大功率数传终端,支持8000米远距离传输,抗干扰能力强,具备重传机制,降低丢包率,增强数据传输的稳定性。
三、 LoRa透明传输模式下的数据安全性和隐私保护措施有哪些?
LoRa透明传输模式下的数据安全性和隐私保护措施主要包括以下几点:
双向认证:在LoRa终端节点与网络之间进行双向认证,确保只有真正的和已授权的设备才能与网络相连。在认证阶段,有两个会话密钥用于相互认证,这有助于防止未经授权的访问。
数据完整性和隐私保护:LoRa定义了两个密钥分别用于保障终端节点传输到网络服务器之间的数据的完整性,以及保障终端节点到应用服务器之间的数据隐私。这意味着数据在传输过程中不仅被加密,还通过特定的密钥来确保其完整性和隐私性。
AES加密算法:在一些实验中,使用AES加密算法对LoRa通信系统中的数据进行加密,以保护传输数据的机密性。AES是一种全球公认的同态加密算法,支持多种操作模式,如ECB、CTR和CBC。尽管AES-128在某些模式下可能容易受到模式攻击,但总体上它为LoRa提供了有效的数据加密解决方案。
物理安全措施:由于LoRa终端网络认证凭证没有类似SIM卡的安全存储介质,因此需要依赖终端的物理防护来保护密钥不被泄露。这意味着在设计LoRa设备时,需要考虑其物理安全性,以防止外部硬件访问导致密钥被盗取。
额外的加密措施:鉴于市场上缺乏支持内置加密的LoRa模块,需要采取额外的加密措施来确保设备间通信的安全。这可能包括使用外部加密设备或软件来增强数据传输过程中的安全性。
应对侧通道攻击:LoRa网络在侧通道攻击下存在潜在的安全风险,特别是在数据传输和传感器数据完整性方面。因此,需要采取措施来检测和防御电磁泄漏痕迹等侧通道攻击,以保护加密和认证代码生成过程中的密钥。
LoRa透明传输模式下的数据安全性和隐私保护措施涉及双向认证、数据完整性与隐私保护、AES加密算法、物理安全措施、额外的加密措施以及应对侧通道攻击等多个方面。
四、 LoRa定点传输协议的具体实现细节是什么?
LoRa定点传输协议的具体实现细节主要涉及以下几个方面:
地址和信道的定义:在LoRa定点传输中,发送数据时前两个字节作为目标地址(高位在前),第三个字节作为信道。例如,设备A向设备C发送数据时,只需将16进制发送数据(03 78 24 31 32 33 34 35 36)给设备C,设备C接收到的数据即为(31 32 33 34 35 36)。
前导码的使用:当LoRa模块定义为发射方时,发射前会自动增加一定时间的前导码,无线节点进行周期性地唤醒,监听网络。一旦捕捉到前导码就进入正常的接收流程。
速率等级的设置:通讯双方需确保速率等级相同,并配置参数以实现定点传输。速率等级对传输耗时影响较大,设置Modbus接收超时时间时需注意。
工作模式的选择:LoRa模块支持多种工作模式,如WOR模式(空中唤醒)、配置模式等。在定点传输模式下,模块会将串口数据的前三个字节识别为地址高+地址低+信道,并将其作为无线发射目标。
信号干扰的避免:为避免信号干扰,同一时刻只能采集一个主站设备数据,不支持多个从站设备同时上报数据。
应用场景:LoRa定点传输适用于私有协议下的数据采集和设备控制场景,如蔬菜大棚土壤温湿度采集及灌溉阀门控制。
五、 在LoRa网络中,透明传输和定点传输的能耗对比如何?
在LoRa网络中,透明传输和定点传输的能耗对比并没有直接的证据说明。然而,我们可以从LoRa技术的一些特性中推测其能耗情况。
LoRa技术以其低功耗设计著称,这使得设备可以在电池供电下长时间运行。LoRa网关作为透明传输中继,其工作功耗低,网络节点多。虽然这些信息没有直接比较透明传输和定点传输的能耗,但可以推测LoRa技术整体上具有较低的能耗特性。
因此,在LoRa网络中,无论是透明传输还是定点传输,由于LoRa技术本身的低功耗设计,其能耗应该都相对较低。
六、 如何选择LoRa的透明传输或定点传输模式?
在选择LoRa的透明传输或定点传输模式时,需要根据具体的应用场景和需求来决定。以下是详细的分析:
1. 透明传输模式
透明传输模式适用于需要自主解析指令内容的设备。这种模式的特点是数据包不经过任何处理,直接传输,接收端需要自行解析数据内容。透明传输模式在以下场景中表现较好:
- 物联网应用:在物联网应用中,设备之间需要进行数据采集和远程传输,透明传输模式可以实现设备之间的无线通信,数据传输过程简单直接。
- 智能家居:智能家居系统中,传感器和控制器之间的通信通常不需要复杂的协议处理,透明传输模式能够满足这种需求。
2. 定点传输模式
定点传输模式则适用于需要精确控制数据传输路径和目标地址的场景。这种模式增加了定点传输协议,可以灵活地改变信道和目标地址。定点传输模式在以下场景中表现较好:
- 长距离传输:当需要传输距离更远时,可以通过定点中继模式进行信号中转,延长通信距离。虽然增加中继会增大数据传输的延时,但可以有效控制传输路径。
- 多级中继:在需要多级中继的情况下,定点传输模式可以配置多个中继组,实现复杂的网络结构。这种模式适合需要高可靠性和低延时的场景。
- 实时性要求高的场景:虽然LoRa通信方式不支持多个从站设备同时发送数据,且空中耗时较长,但定点传输模式可以通过优化信道和速率来提高传输效率。
3. 总结
选择LoRa的透明传输或定点传输模式应根据具体应用场景的需求来决定:
如果应用场景需要自主解析指令内容,且对实时性要求不高,则透明传输模式更为合适。
如果应用场景需要精确控制数据传输路径和目标地址,或者需要长距离传输,则定点传输模式更为合适。