将启用LoRa®的设备推向市场

概述

本指南旨在帮助设备制造商尽可能快速、轻松地将新的LoRa®设备推向市场。除了将设备推向市场的实际方面，本文件还包括需要考虑的重要技术、业务和监管因素。

序言

作为一名拥有出色产品创意的技术创新者，你已经了解了将产品推向市场的基本原理。你首先要问自己为什么这个产品应该存在，为什么它还没有存在，为什么你最适合实现成功。然后你问自己这个产品是为谁准备的，它在哪里最有效，什么时候需要进入市场，以及你如何才能成功地使这个产品最好地服务于你的客户。

通过询问和回答所有这些问题，你可能已经创建了一个产品路线图，包括愿景、任务陈述、一些明确的目标、详细的人物角色、优势、劣势、机会和威胁(SWOT)分析、一组核心功能、依赖项列表、成功标准和发布时间表。

在此过程中，您决定这个新产品需要成为LoRa设备，这就是本指南的用途。

简介

在规划您的产品时，您应该考虑LoRa®和LoRaWAN®的哪些独特之处?机遇、要求和挑战是什么?请参阅本文档，以获得将一款成功的LoRa设备推向市场的实际方面的帮助。简而言之，我们将讨论以下因素和决定:

1. 设备硬件
2. 供应
3. 网络选项
4. 地区需求
5. 测试、认证和品牌
6. 分销与运营

图1 - LoRa设备制造商的注意事项

设备的决定

硬件选项:构建，购买，集成

你必须从头设计和构建什么，而不是能够从第三方模块创建?在开发产品的早期阶段，您可以使用现有的可靠模块创建概念验证(PoC)设备。当您扩大规模并进入生产环境时，创建自己的自定义组件将变得更具成本效益。然而，使用模块是进入生产的绝对有效的方法:它将帮助您更快地获得设备认证，并允许您专注于产品的独特方面，而不是重新创建基础技术。188bet金博宝滚球

查看LoRa联盟市场中列出的供应商，作为经过测试和值得信赖的合作伙伴的指南。这些供应商可能成为模块的来源或帮助您从头开始设计新的pcb。

您还应该探索Semtech合作伙伴目录寻找软件、硬件、解决方案和服务的供应商，以帮助加快开发过程。

芯片组和PCB

你如何选择构造你的设备将取决于你需要的无线电，你需要的支持类型，以及你计划在多大程度上定制它们。

• Semtech提供各种LoRa®射频模块，开发套件， Mbed护盾和参考设计，你可以用来建立你的下一个伟大的设备。你可以找到这些产品在这里。中还可以找到模块制造商的列表Semtech的产品目录。
• Semtech还将其LoRa设计授权给其他芯片组制造商。
• Semtech FAQ有一个关于终端设备的有用部分，在这里。
• 一旦您将无线电、传感器和逻辑集成到印刷电路板(PCB)上，Semtech将提供免费的PCB设计审查服务(您可以找到详细信息)在这里)．该服务对计划生产的5000台以上的产品是免费的。
• 最后，您需要让您的设备进行测试和认证(请参阅测试及认证章节)。

固件和软件决策

决定	考虑事项和影响
固件的编程语言	推荐使用C语言。它可以让你利用LoRa基础™调制解调器图书馆及LoRaMAC-Node™参考实现。 这会影响你需要雇佣的工程师，你需要计划的培训，以及你选择的合作伙伴。
LoRaWAN堆栈	如果使用C语言，可以使用LoRaMAC-Node实现示例，或者使用LoRa基本调制解调器LR1110, SX1261和SX1262,或LoRa基本调制解调器SX1280。
LoRaWAN规范	至少，您应该实现LoRaWAN L2 1.0.4规范(TS001-1.0.4)。在撰写本文时，1.0.4是LoRaWAN规范的最新版本。它于2020年10月发布，包含安全更新、对B类的改进以及较早版本的其他更新。实现LoRaWAN 1.0.4需要通过认证。 除了LoRaWAN 1.0.4，您还应该遵循区域参数规范，版本RP002-1.0.3(或更近期的)，描述了全球不同地区的LoRaWAN区域参数。RP002-1.0.3于2021年5月发布。您还应了解计划开展业务的国家的具体法律法规。
有效载荷为上行和下行链路设计	LoRaWAN指定最大值数据有效载荷为每一个全球地区。这个最大有效载荷大小因数据率和区域由于事实当地的对于允许的最大空中传输时间，不同地区的规定有所不同。有关更多信息，请参阅Semtech最佳实践指南中的数据包大小考虑部分的“最大有效载荷大小”章节LoRaWAN®区域参数记录您将要启动设备的区域。

生成、供应和分发根密钥

在加入LoRaWAN网络之前，您需要为您制造的所有设备生成加密根密钥。生成根密钥的安全过程将在小节中描述2.5.3根密钥TR007开发LoRaWAN®设备指南。

您有两个选项来为您的设备提供密钥:

1. 在- - - - - -The-Air-Activation (OTAA)—建议这样选项。一个或多个根密钥(取决于LoRaWAN的版本)存储在设备的点然后在与网络的连接过程中使用服务器生成会话根密钥。然后，这些会话密钥提供持续的安全性。会话根密钥可以通过重新加入网络来更改。
2. 激活,由- - - - - -个性化(APB)-这似乎更容易实现，然而，它带来了严重的限制和缺陷关键在它们是会话根密钥存储在设备的点制造和不能被改变。

OTAA要求您的设备在打开时处于网络范围内，以便它可以执行连接过程并接收加入接受消息。如果设备在网络范围之外打开，则必须打开确保它不会连续重试连接过程。这样做会影响电池消费并可能违反地区规定。因此，您需要规划和配置您的设备处理在没有网络可用的情况下，或者使用一个库处理这是给你的。

与OTAA相比，APB有重要的缺点，包括:

1. 设备可能会被硬编码到特定的操作员
2. 无法生成新的会话密钥(出现安全漏洞时的一个特殊弱点)
3. 网络参数是固定的，这导致在网络中设置设备的配置要求更加复杂服务器
4. 必须持久化一组值非易失性内存(NVM)，到确保设备保持连接状态后一个电力循环。这些将在章节中列出3..14 ABP需要的持久值TR007开发LoRaWAN®设备指南。

OTAA更安全、更灵活，因此受到广泛的青睐选项，但有两个例外:

1. 如果您的设备没有LoRa接收器
2. 如果你的设备电源限制太紧，你不能支持join请求调用。

如果你计划让顾客自己选择他们的自己的网络服务器也不会是pre -在网络中发放设备服务器在分发它们之前，您需要确定共享LoRaWAN规范版本所需的DevEUI、JoinEUI(以前是AppEUI)和根密钥的方法，以及您所选择的终端设备激活方法。然后，客户需要将这些密钥提供给他们的网络服务器提供者，以便它们可以加入网络上的设备。

DevEUI和JoinEUI应该存储在设备的外部，如中所讨论的在围栏上放什么部分。根键本身不能储存在设备外部;然而，通过将DevEUI存储在设备外部，设置设备的人可以在其他地方寻找相关的根密钥，然后可以用密钥交叉引用设备。

向客户提供钥匙的方法包括相对不安全的方法，如通过电子邮件发送电子表格，到高级方法，如设置一个后,销售门户，允许客户安全地访问密钥通过HTTPS。

这些都是什么的意思是作为一个设备制造商?

1. 尽可能选择更安全、更灵活的OTAA方法
2. 与目标地区的网络运营商交谈
3. 对如何生成、存储、提供和分发根密钥有一个计划吗
4. 考虑与安全专家讨论如何使攻击者更难以破坏您的根密钥

关于配置的最佳实践的书是存在的，而且它是存在的在这里Semtech开发者门户网站。让本文作为您如何配置设备的详细指南。

互补连接

LoRaWAN被设计成一个有效的网络好吧除了LoRa之外，还有其他类型的收音机。因此，你可以选择这样做包括蓝牙勒,无线网络,或细胞设备上的连接。此外，你所在的系统可能会包括部分或全部。

也有令人兴奋的地方选项将卫星连接到您的LoRa设备，通过长程-跳频扩频(LR-FHSS)。该应用程序在农业环境以及农村和偏远地区特别有用。

同样，您的应用程序将确定您的设备中需要的无线电和芯片组。例如，在Semtech SX1261, SX1262和LoRa Edge™(LR1110)收发器上支持LR-FHSS调制，并用于LoRa®芯片被许可人。

阅读更多关于LR-FHSSS如何扩展LoRaWAN网络容量的信息在Semtech博客上

设备类

LoRaWAN设备分为三类:

• A类——来自服务器的非常有限的消息传递
• • 你必须实现这个
  • 来自服务器的消息的最低功率/最高延迟
  • 电池供电的传感器，或执行器，没有延迟限制
  • 三个职业中能耗最低
  • 消息从终端设备发送到网络服务器后，短时间内只能从网络服务器发送到终端设备
• B类——来自服务器的更频繁的消息传递
  • 中等功耗/来自服务器的消息中等延迟
  • 电池供电的传感器和执行器
  • 允许在预定的时间从网络服务器向设备发送额外的消息
• C类——持续监听来自服务器的消息
  • 来自服务器的消息的最高功耗/最低延迟
  • 应该由电源供电，除非你的用例意味着你可以很容易地更换电池。
  • 消息可以在任何时候从网络服务器发送到终端设备

对于这三个类，你有三种选择在你的设备中实现什么:

• 只限A类
• A类+ B类
• A类+ C类

你的用例将指定设备的类型，你要实现的类的选择将取决于:

• 的应用类型:仅限传感器，或传感器和执行器
• 电池消费要求:电池你的客户需要什么样的生活?替换它有多容易电池吗?你的设备会是在室内，接近主电源?
• 延迟:您的设备需要发送的频率数据到服务器，它需要多久接收一次指令?

您的LoRaWAN设备必须实现类A。您也可以选择实现类B或类C(但不能同时实现)作为类A的扩展。请注意您可以根据需要暂时将给定的设备切换到B类或C类行为，记住所涉及的额外功耗。

想了解更多:

• 看这个视频从Semtech的LoRaWAN设备类概述。
• 读这篇Semtech论文在A类设备上
• 读这篇Semtech论文在B类设备上
• 读这篇Semtech论文在C类设备上

电台的行为

作为一个设备制造商，你需要确保你的设备提供长期的电池此外，您的收音机的表现是成功的关键。为了获得最佳效果，请遵循已知的最佳实践，并坚持适当的区域/国家规定。

一些最佳实践:

1. 包的优化充分利用带宽。更多的在这里。
2. 倒扣。当重新发送消息(例如，如果设备正在经历连接/网络问题)，您的设备应该遵守设置的规则，通过增加延迟来防止网络拥塞每一个重复尝试。阅读更多在这里。
3. 自适应数据率(美国存托凭证）。美国存托凭证当网络服务器控制数据频率，射频发射功率，使用的通道，和重传的数量每一个网络中的终端设备在发送上行链路时发出信号。美国存托凭证帮助保护电池寿命和减少干扰。美国存托凭证当你知道你的设备将会是最好的方法吗静止的。阅读更多关于实现的信息美国存托凭证在这里。

这些最佳实践的最佳指南自然是最佳实践指南从Semtech。

地区规章制度:

1. 遵守法律规定占空比限制，按国家。
2. 控制传输能量。同样，这是一项法律要求(参见在这里)，也是保存的好方法电池的生活。
3. 尊重频率计划针对您的目标区域。
   1. 无论您的设备将在哪个地区运行，请确保在相关频率计划中优化您使用的频率
   2. 要知道，设备必须针对预期部署它们的地区进行设计。如果你在A地区有未售出的设备，你不能简单地船他们到B地区。

要在区域考虑方面有坚实的基础，请咨询LoRaWAN®区域参数规范来自LoRa联盟。

工业设计需求

想想环境你的设备在几次测试中都能正常工作年。它会移动吗?它会暴露在天气中吗?是否对防水、坚固性或无线电干扰有行业要求?可用性因素是什么?体重因素?你的设备也会实现B类或C类以及A类吗?所有这些都会影响你需要的外壳类型，外壳的材料，端口，所需的测试类型，以及电源要求。

在围栏上放什么

当你考虑你的设备的外壳，除了端口，无线电影响材料和厚度，形式因素，坚固性和防水性，您将希望确保实现基本目的:将您的设备连接到LoRaWAN网络。任何用户，无论是家中的消费者还是在工厂、田野和办公室工作的现场工程师，都需要能够设置这个装置很容易。其中一个关键部分是提供正确的信息，允许用户将您的设备添加到其中他们的网络，无论是通过手动或自动流程。

您必须建立一种机制来共享入职数据和你的客户。用于实现LoRaWAN 1.0的设备。其中“Device EUI”(DevEUI)、“JoinEUI/AppEUI”和“Application Key root Key”(AppKey)。典型的方法包括通过电子邮件向客户发送电子表格或其他文档，其中包含他们所购买设备的信息。

在安装设备时，您的客户需要知道哪个设备是哪个设备，因此后信息应该印在上面每一个设备:

• DevEUI，以人类可读的形式。这对于用户能够将现实世界中的设备与网络中出现的设备相匹配是至关重要的服务器。
• 包含DevEUI和JoinEUI的二维码。这是有益的，因为它可以帮助用户在设置的过程。阅读并遵循TR005 LoRaWAN®设备识别二维码技术建议确保您添加的二维码符合LoRa联盟的建议。

进入市场

测试和认证要求

有几个测试和认证任务需要考虑:

1. 区域和国家特定的要求，例如联邦通信委员会（FCC)在美国以及欧洲的CE标准。这些超出了本文的范围。
2. 让您的设备LoRaWAN认证^厘米。LoRa联盟的LoRaWAN认证是唯一确保终端设备符合LoRa联盟LoRaWAN标准的认证计划。在这里是方便的任务列表来自LoRa联盟的测试和认证流程。

该方案规定:

1. 你一定是个LoRa联盟成员，或认证附属计划成员让您的设备在LoRa联盟进行测试、认证和配置网站。
   1. 联盟成员可以使用LoRaWAN认证测试工具(LCTT)和免费的认证测试他们的成员资格。
   2. 认证附属机构获得LCTT的一个免费许可证，但必须支付年度费用和每个设备的费用，以证明一个设备。
2. 您的设备必须符合LoRa联盟标准。
3. 授权测试机构必须证明这一一致性生产检验报告作为证据的检验报告您可以找到授权测试机构的列表在这里。

在计划认证时，要了解有三种可能的路径:

路径	描述
新的认证	适用于新开发的设备和从未经过认证的设备。 更高的风险需要重新工作和重新测试。 测试机构将不熟悉该设备及其组件。
相似度认证 。	适用于从现有的已认证设备衍生的设备 设备必须由之前认证的设备的同一制造商制造和提交。 较低的风险的需要重新工作和重新测试 测试机构将熟悉现有的类似设备
通过列入认证	适用于集成了先前认证模块的设备。 以前认证的组件可以来自任何LoRa联盟成员制造商 较低的风险的需要重新工作和重新测试。 测试机构将熟悉之前认证的集成模块。

要获得终端设备认证并将其投放市场，您需要了解LoRa联盟终端设备认证计划。有关LoRaWAN认证流程的详细信息，请参阅LoRa联盟认证政策、流程和程序在这里。

要了解按地区划分的最低测试需求，请参阅LoRa联盟文档LW1.0.4所有区域终端设备认证。

从概念验证到飞行员和生产

证明你的设备在你的目标市场和环境中成功工作是至关重要的。因此，您应该尽早并经常使用真实的用户在真实的网络上进行测试。Semtech提供免费的网络服务器来支持您的概念验证和试运行。你可以找到更多信息在这里。此外，Semtech合作伙伴目录是一个很好的指导合作伙伴谁可以帮助您从用户测试到自定义应用程序运行试点计划的一切。

销售及分销

您可以通过以下几种方式使您的认证设备可用市场。例如:

1. 的LoRaWAN认证设备目录
2. 操作符市场就像Senet，Actility,或物联网（请注意:这些可能对设备信息和功能有额外的要求。)
3. 188bet金博宝滚球平台市场比如AWS合作伙伴设备目录

第三方可能有他们的自己的验证要求上市，以及其他条款和条件。

正如生成、供应和分发根密钥一节中所讨论的，您选择的分发通道应该因素在配置中，您应该有一种安全地生成、存储和分发根密钥的机制。

标识要求

要在您的产品和营销材料中使用LoRaWAN品牌，您必须是LoRa联盟的成员。从LoRa联盟找到关于如何使用品牌的指导在这里。

如果您想使用Semtech品牌，请查看Semtech的品牌指导，其中包括一个有用的视频。

区域需求:全球和国家

不同地区对频率计划、认证和电力使用有不同的规定。不同地区也将为分销合作伙伴、网络运营商和覆盖范围提供不同的选择。要了解有关区域和国家特定频率计划的更多信息，请阅读这篇文章。

总之，对于每一个地区和国家您计划在哪里使您的设备可用，您必须了解并遵守当地的涉及频率计划和占空比限制的法规。

还有一些实际的考虑，包括:

1. 在你的目标区域有哪些分销伙伴?
2. 哪些网络运营商在你的目标区域提供良好的覆盖?

为帮助您为计划部署解决方案的地区找到正确的硬件、软件和网络，看看的Semtech合作伙伴目录。

运营性需求

您的设备在市场上的成功不仅取决于您在硬件、软件和无线电性能方面的良好工作，还取决于以下操作因素:

• 网络连接
• 设备设置
• 支持和维护
• 固件更新

Semtech合作伙伴目录也是一个寻找的好地方服务合作伙伴这可以帮助你实现这些功能中的一个或多个，或者帮助你建立自己的能力。

网络的因素

您的客户有几个选项来连接您的设备到网络:

1. 建立一个私人网络。这涉及到设置网关确保覆盖率他们的目标区域。
2. 付钱给网络运营商。每个地区都有网络运营商，提供不同的覆盖区域和服务和支持水平。主要的网络运营商通常都有漫游协议他们的整体覆盖范围。

在Semtech合作伙伴目录中搜索网络运营商在您选择的地理市场。

您选择如何将设备连接到网络将影响您的配置故事。例如，你是否打算让你的设备pre -连接到特定的连接服务器，还是会给你最终用户选择的灵活性他们的自己的网络?如果您的客户会做出他们的自己的网络连接选择,这应由他们的商业模式。作为设备制造商，您可能不太关心这些因素，但您应该确保将您的设备连接到客户想要使用的网络时没有任何障碍。

使用FUOTA对已部署设备进行固件更新

由于您的设备在野外运行，您可能希望提供固件更新以利用LoRaWAN的新功能、修复错误或您自己的改进。LoRaWAN提供了一种用于更新设备固件的标准机制，称为无线固件更新(FUOTA)。LoRa联盟提供了关于FUOTA的概念细节在这里， Semtech提供更深入的技术信息在这里。

生命的终结

作为一个负责任的设备制造商，你肯定会考虑到你的设备的寿命结束(EOL)。例如，你需要确保您的设备可以全部或部分安全地处理或回收，并符合地区法规和最佳实践。在这里以下是一些需要考虑的因素:

考虑	选项
如何通过升级和更新来延长设备的使用寿命?	您可以应用软件更新或升级，例如，如上所述，通过无线固件更新。您还可以使用可更换电池来延长设备的使用寿命。如果你打算走这条路，你还需要考虑如何走处理旧电池。
什么是电池终点?	有一个可替换的电池对工业设计有影响，并可能增加成本。然而，雇用一个可替代的电池可以延长设备在野外的使用寿命。
这些材料可以回收吗?	问问你自己: 这个箱子是什么做的? 包括哪些塑料和金属? 分离组件材料有多容易? PCB和模块如何加工?
你的设备将在哪里销售?	认识到区域性和国家回收和处理材料的规定各不相同，可能会影响您对设备的选择。你应该复习后文档在你开始设计你的设备时 的欧盟的电子电气设备废物指令 美国的环境保护署清理电子废物的策略。加州关于电子危险废物的规定(这些法规通常是美国的先例整体）
设备中的传感器或组件可以吗重新目的，迁移到其他设备?	你们提供返程计划吗?运输、接收、储存和处理这些退货必须有什么系统和程序?运营这项业务的成本会是多少因素到整体投资回报?

有关电子垃圾的影响以及如何解决这个问题的更多信息，请阅读Semtech自己的环境影响指南。

结论

您能否成功将LoRa设备推向市场取决于您自己的努力工作。然而，我们可以从各种渠道获得大量的帮助:Semtech、它的许多合作伙伴以及其他LoRa联盟成员。无论您是从事硬件、软件、测试和认证、系统集成还是操作，您都可以获得创建成功的LoRa设备所需的所有资源，使您的客户满意无论他们在这个世界上。

好运！