LoRa网关是无线电模块，在 LoRa 网络中充当终端设备和LoRaWAN网络服务器 (LNS) 之间的通信设备。

LoRa 网关主要用于将传感器数据从电气设备传输到云端。特别是在其他类型的网络由于技术限制不可行的环境中，LoRa 网关可用于建立相关电气设备的网络实现。LoRa 技术本身仅用于各个终端设备和与其相连的网关之间的通信。

LoRa的优势在于数据传输的无线范围非常高，能耗非常低——因此电池寿命非常长。

LoRa 网关如何工作？

LoRa网关是无线电模块，其设备配备了允许接收 LoRa 数据包的 LoRa 集中器。

LoRa 网关包括一个操作系统，其中数据包转发软件在后台运行。这样，网络管理员在管理他的网关时就有了更多的余地。终端节点（节点或终端设备）和 LoRa 网关之间的数据速率相对较低，但这是实现持久电池寿命和高无线电范围的必要牺牲。

网关本身通过 WiFi、以太网或蜂窝等高带宽网络连接到 LoRaWAN 网络服务器，以提供 LoRa 端节点和应用服务器之间的端到端连接。

简而言之：终端节点范围内的所有 LoRa 网关都从设备接收数据。然后，网关将此数据转发到 LoRaWAN 网络服务器。网络服务器负责删除重复数据包，验证数据完整性，并在将消息发送到应用服务器之前执行安全检查。

另一方面，LNS 还负责选择最佳的 LoRa 网关来转发所有排队等待下一个下行链路会话的消息。

LoRa 网关如何连接到 LoRa 网络服务器？

LoRa 网关可以被视为将无线电数据包转发到 IP 数据包的透明桥接器，反之亦然。因此，网关通过标准 IP 连接连接到 LoRaWAN 网络服务器 (LNS)。通常，LoRa 网关通过 Wi-Fi、硬连线以太网或蜂窝连接与 LNS 通信。

室内与室外 LoRa 网关

与室外网关相比，室内网关不那么坚固且不防风雨。它们通常配备外壳通风口，这使得它们不适合在户外部署，因为水可以通过这些通风口进入引发腐蚀。

另一方面，户外网关坚固耐用，并且经过精心设计，可以防风雨。许多户外防水网关都通过了 IP67 认证，这意味着它们完全可以防尘，甚至可以在 15cm 到 1m 深度的水中暂时浸泡长达 30 分钟。使 LoRaWAN 网关“防风雨”的另一个属性是安装的芯片覆盖的温度范围更大。

与其他户外硬件类似，这些设备通常比室内设备贵 3 到 6 倍。

单通道与多通道网关

所有 LoRaWAN 网关可分为 2 组：单通道和多通道网关。单通道网关通常使用更便宜的收发器，例如 SX1276 和 SX1272。这些硬件节省反映在整体价格中，使单通道网关成为一个有吸引力的选择，因为它们降低了网络爱好者的进入门槛，他们希望在没有太多财务承诺的情况下尝试 LoRaWAN。

多通道 LoRaWAN 网关可能被视为“真正的交易”，因为它们符合 LoRa 联盟标准，由更昂贵但多功能的收发器提供支持。这些网关可以同时接收 8 个或 10 个通道和 6 个扩频因子。

单通道网关的问题

在功能方面，单通道网关非常有限。这导致各种网络解决方案的方法不太理想。它们只能同时在一个扩频因子和一个信道上接收。虽然一些单通道网关可以在不同的扩频因子和频率之间切换以模拟多通道网关，但它们中的大多数只有多通道网关的 2% 左右的容量。

单通道网关的另一个问题是缺乏下行链路支持。如果网络尝试安排下行链路，这可能会导致消息丢失。靠近单通道网关且不支持下行链路的设备不会切换到更有效的扩频因子，而是会用不必要的传输“阻塞”频谱。

网关天线

LoRaWAN 网关可以配备不同类型的天线。没有一种完美的天线类型，每种类型的天线都有其优缺点，具体取决于网络中的用例，因为传输信号在各个方向上都不是同样明显的。这由所谓的辐射图来描述。

最常用的天线类型是杆状天线。它的波以甜甜圈形状传播。因此，大部分传输功率是水平定向的，而垂直传输仍然相对较差。定位网关时必须考虑天线的辐射特性。以下是在不同场景中放置带有杆状天线的网关的一些提示：

终端设备位于室内单层：

如果连接的传感器和执行器位于建筑物的单层，则网关上的 LoRa 天线应垂直安装。理想情况下，您的网关应位于预期覆盖区域的中心。

建筑物内多层终端设备：

如果要使用一个网关覆盖多个楼层或楼层，网关应放置在建筑物的中心，天线应水平对齐。

终端设备位于室外：

如果您的终端设备位于室外，请确保网关安装在合理的高度，并且不会被任何物体遮挡，例如附近的树木、建筑物或栅栏。网关的位置越高，LoRa 连接的距离就越远。因此，理想情况下，网关应安装在俯瞰地形的独立桅杆上。