El esquema de transmisión punto a punto LoRa es un modo de comunicación inalámbrica de conexión directa basado en la tecnología de modulación LoRa, en el que dos dispositivos finales interactúan directamente entre sí sin depender de pasarelas o servidores en la nube. Su núcleo es utilizar las características de largo alcance y bajo consumo de LoRa para satisfacer las necesidades de comunicación en escenarios específicos, simplificando al mismo tiempo la arquitectura de red.
Principio de realización técnica
Arquitectura de hardware
El dispositivo debe estar equipado con un chip LoRa RF (por ejemplo, SX1276/SX1262) y configurado con los mismos parámetros de comunicación:
Banda de frecuencias: elija la banda ISM como 433MHz, 868MHz o 915MHz según la región
Factor de dispersión (SF): 7-12 niveles ajustables, a mayor SF mayor distancia de transmisión pero menor velocidad
Ancho de banda (BW): 125kHz/250kHz/500kHz, cuanto mayor sea el ancho de banda, peor será la antiinterferencia.
Tasa de codificación (CR): 4/5 a 4/8, afecta a la capacidad de corrección de errores.
Diseño de protocolos
Marco de datos personalizado: definir código principal, palabra de sincronización, datos de carga y bit de comprobación CRC
Asistente de canal (CAD): detecta la inactividad del canal antes de enviar para evitar colisiones.
Mecanismo de acuse de recibo ACK: el receptor devuelve una señal de acuse de recibo tras una descodificación correcta para garantizar la fiabilidad de los datos.
Escenarios típicos de aplicación
Inspección de equipos industriales
En una planta petroquímica, un robot de inspección a prueba de explosiones envía datos de concentración de gas a una sala de control situada a 500 metros de distancia en tiempo real mediante transmisión LoRa punto a punto, evitando el problema de apantallamiento de la señal de las tuberías metálicas.
Vigilancia del medio ambiente agrícola
Los sensores de suelo de los campos agrícolas se conectan directamente a los controladores de riego, activando automáticamente las bombas de agua cuando la humedad cae por debajo de un umbral, sin depender de la cobertura de la red celular.
Sistema de comunicación de emergencia
En el lugar del rescate tras el terremoto, el equipo de búsqueda y rescate establece un enlace de comunicación temporal con el vehículo de mando y transmite los datos del detector de vida. La distancia de comunicación puede alcanzar los 3 kilómetros (SF=12, BW=125kHz).
Límites de rendimiento y optimización
Límites de la distancia de transmisión
Entornos urbanos: 1-2 kilómetros (sujeto a obstrucciones de edificios)
Entorno suburbano: 5-10 kilómetros (en condiciones de visibilidad directa)
Entorno marítimo: 15+ kilómetros (escenarios sin obstáculos)
Control del consumo de energía
Adopta el mecanismo de ciclo de trabajo: el dispositivo está en modo de reposo 95% del tiempo (consumo de energía 0,2μA), y se despierta para la comunicación sólo en una ventana de tiempo preestablecido. Una sola batería 18650 puede soportar 3-5 años de duración de la batería.
Programa antiinterferencias
Salto dinámico de frecuencia: conmutación automática entre 10 canales preestablecidos
Filtrado del umbral RSSI: descarta los paquetes con una intensidad de señal inferior a -120dBm
Corrección de errores hacia delante (FEC): Recupera los datos dañados gracias a la tasa de codificación 4/8
Comparación con LoRaWAN
| Dimensión | Solución punto a punto | Red LoRaWAN |
| Complejidad arquitectónica | No necesita pasarela, comunicación directa | Requiere pasarela + servidor de red |
| Escala aplicable | Hasta 10 nodos | Miles de nodos acceden |
| Rendimiento en tiempo real | Latencia en milisegundos | Afectados por la programación (segundo nivel) |
| Seguridad | Se basa en un cifrado personalizado (por ejemplo, AES-128) | Admite cifrado de extremo a extremo y autenticación bidireccional. |
| Coste | Coste de hardware reducido en 30% | Requiere el pago del servicio de red |
Ejemplo práctico de implantación
En la renovación del sistema de control de vibraciones de un aerogenerador en un parque eólico, los ingenieros desplegaron enlaces LoRa punto a punto entre la góndola de 80 metros de altura y la estación de mantenimiento en tierra:
Selección de hardware: Módulo LoRa con grado de protección IP67, temperatura de funcionamiento -40℃~85℃
Configuración de parámetros: SF=10, BW=250kHz, potencia de transmisión 20dBm
Encapsulación de datos: los datos del espectro de vibraciones se comprimen en una carga de 16 bytes, transmisión de 1 fotograma por segundo
Resultados medidos: en un entorno de fuertes interferencias electromagnéticas, tasa de pérdida de paquetes <0,1%, alternativa a la solución original de fibra óptica para ahorrar 75% de los costes de cableado
El valor de esta solución reside en la arquitectura de comunicación ligera para resolver las necesidades especiales de transmisión de datos del área local. No solo evita la inversión de un despliegue de red complejo, sino que también mantiene la capacidad de penetración única de LoRa y las ventajas del bajo consumo de energía. Para escenarios de demanda de transmisión direccional a pequeña y mediana escala, el modo punto a punto sigue siendo la solución más rentable.
