ChirpLAN发布，能否替代LoRaWAN

电子发烧友网报道（文/李宁远）物联网是一套复杂的技术组合，涉及智能传感与识别、组网传输、云计算等一系列信息技术。各技术要素之间共存共生，互相依赖，贯穿数据的流动应用路径。未来，物联网、5G、云计算、大数据、人工智能等技术的联系将更加紧密。

物联网的各类模块里，无线通信模块的重要性是不言而喻的。无线通信模块可以实现数据传送、收发，以及信息的传递、路由和控制，包括延伸网、接入网和核心网，网络层依托公众电信网和互联网，也可以依托行业专用通信网络。一些自组网模块想必大家也不陌生，蓝牙模块、窗口模块、2.4G模块等等。

磐启微电子近期公布了应用于物联网的组网协议ChirpLAN，ChirpLAN是基于其自有的具有完全自主知识产权的ChirpIOT系列产品所推出开源的P2P或星型无线局域网络协议。ChirpLAN与LoraWAN比较类似，具有通信安全，组网方便，终端功耗低，通信距离远等特点，广泛适用于智能工厂、智能抄表、智慧城市、智慧仓储等物联网应用场景。

图源：磐启微电子

无线通讯行业里都知道有LoRa，基于LoRa延伸有LoRaWAN这么一个无线通信协议。ChirpLAN则是ChirpIOT的延伸，也就是ChirpIOT＋LAN。既然是基于ChirpIOT通讯技术，ChirpLAN采用按需可靠的数据收发机制，主打远距离、低功耗。

ChirpLAN遵循Apache 2.0协议，协议代码和规范都完全公开开源，其网络组合方式非常灵活，既可以支持组网也可以支持点对点。ChirpLAN的轻量级配置（code<15KB，SRAM<4KB）以及多种的功耗配置也能够适配各种功耗和实时性要求不同的场景。

根据磐启微电子在发布会上的介绍，ChirpLAN芯片是知识产权完全自主，从芯片到协议全部自由，在一些行业应用里，大家对这个还是挺看重的。作为一种低功耗远距离的自主安全可控的局域网络协议，ChirpLAN不走广域网，通过局域网络协议解决最后一公里或者几公里无线的传输。

ChirpLAN的应用网络架构同样包含应用层（MCU外设以及AT指令具体应用业务逻辑），网络层、链路层（射频收发控制）以及物理层。物理层和ChirpIOT是相同的，网络层和链路层是ChirpLAN协议的核心部分。

网络层里ChirpLAN定义了三种Network工作模式。第一种主动上报模式支持双线通信，终端具有距极低的功耗。用户按需来发送数据，不发送数据时RF处于休眠状态。

第二种是空中唤醒模式，这种模式在主动发包机制上是和主动上报模式一致的。除此之外，空中唤醒模式能支持单向通信，终端会周期性自动唤醒并接受，进行相应的通讯。另外，这种模式是支持时间帧同步的。

第三种全速运行模式是一种半双工模式，支持双向通信，强调数据的实时性，终端和网关可以随时进行通信。全速运行下的终端功耗肯定会更高一些。总的来看，这三种Network工作模式是在这个功耗和实时响应之间做了不同的折中以适应不同的应用配置。

上面提到ChirpLAN的组网方式很灵活，网络层里ChirpLAN定义了点对点直连，具体来说是既支持定点通信，也支持一对多通信。

另一个核心链路层则是常规的覆盖收发逻辑、重传控制、安全机制这些功能。在安全上，ChirpLAN是支持加解密功能的（AES128，key:128 bit）。

磐启微电子在发布会上展示了目前两款支持ChirpLAN的芯片PAN3028和PAN3031系列，单芯片功率在-7至22dBm，灵敏度能做到-140dBm。根据磐启微电子在发布会上的预告，明年二季度，将会发布PAN3029系列的产品，频段支持更宽，灵敏度进一步优化，速率也会更快达到45kbps。

据悉，PAN3029将增加一个特有模式——MAPM，Multi-Address Preamble Mode。该模式能让整个网络功耗降低60%左右。其原理是原本需要接收多个片段才能判断是否进入休眠的机制在MAPM模式下，仅需要一个片段就能判断是否进入休眠。

发布会上磐启微电子也透露了后续ChirpLAN的发展规划，主动上报模式的时间分配机制、入网信道的拓展、跨网络节点接入机制、跳频机制、速率自适应、功率自适应这些都会陆陆续续添加上。MAPM这一模式也会拓展到更多系列产品中。

虽然ChirpLAN技术的应用空间刚刚打开，但是受益于从研发设计到生产全部国产化，价格上相对LoRaWAN也有很大竞争力，而且本地化的技术服务应该也很受国内客户青睐，在市场上实现替代LoRaWAN并不是一句空话。