2022冬奧 | 冬奧會開幕式上大“雪花”燈光秀的萬無一失，竟是LoRa在做保障

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人們贊嘆冬奧會開幕式的每一幀每一秒都如此充滿魅力，大氣磅礴而不失唯美雋永的中國畫卷，巧奪天工的舞臺設(shè)計和璀璨奪目的數(shù)字光影，驚艷了國人也驚艷了世界。這些令人久久難以忘懷的畫面不僅得益于導演組的巧妙構(gòu)思，也離不開中國科技企業(yè)提供的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持。

在剛剛過去的春節(jié)假期，冬奧會開幕式給所有人留下了深刻的印象。

人們贊嘆這場開幕式的每一幀每一秒都如此充滿魅力，大氣磅礴而不失唯美雋永的中國畫卷，巧奪天工的舞臺設(shè)計和璀璨奪目的數(shù)字光影，驚艷了國人也驚艷了世界。這些令人久久難以忘懷的畫面不僅得益于導演組的巧妙構(gòu)思，也離不開中國科技企業(yè)提供的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持。

比如三大運營商為冬奧會提供先進的5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋；阿里云提供“奧運轉(zhuǎn)播云”向全球全程轉(zhuǎn)播4K的超高清賽事內(nèi)容；京東方提供的無與倫比的顯示技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的支持……其中就包括京東方運用基于低功耗廣域網(wǎng)LoRa的低延遲控制系統(tǒng)，在開幕式上確保了巨型“雪花”形主火炬臺完美呈現(xiàn)燈光大秀。

LoRa確保舞臺效果萬無一失

冬奧會開幕式進入壓軸階段，伴隨著圣火點亮，全場氣氛被推向高潮，巨型的“雪花”形主火炬臺成了所有人關(guān)注的焦點。

這“片”晶瑩剔透的大雪花別看大體形狀簡單，但卻隱藏了無數(shù)的細節(jié)。為了設(shè)計出能滿足導演組要求的“鉆石般璀璨閃耀”的“藝術(shù)品”，負責設(shè)計該火炬臺的京東方在設(shè)計上就畫了500多張設(shè)計圖紙，做了近10輪的制樣。

京東方介紹，這個創(chuàng)意十足的“雪花”形火炬臺是由96塊雙面小雪花屏和6塊雙面橄欖枝屏組成，代表著96個參賽國。整個主火炬臺直徑有14.89米，上面是雙面鏤空的LED異形全彩顯示，共由55萬余顆像素點構(gòu)成，每個燈珠都由驅(qū)動芯片的單一信道獨立控制。鏤空雪花的出光面寬度被控制在了4.8mm，這也讓它成為目前行業(yè)發(fā)光面最窄的單像素可控的LED異形顯示產(chǎn)品，填補了業(yè)內(nèi)空白。

除了在硬件和外觀上的別具一格的設(shè)計和創(chuàng)新外，更重要的就是保障主火炬在舞臺效果呈現(xiàn)上的萬無一失。比如，設(shè)計團隊采用了五路供電的方式，即便其中數(shù)根電線斷開，依然能使“雪花”正常發(fā)光。當然，這僅僅是其中最容易實現(xiàn)的一種方案。

最緊張的過程是圣火點亮之后，巨型雪花屏會由中心向四周快速的輻射開來，閃耀出波浪般層層遞進的璀璨光芒，快速變化、完美同步的顯示背后采用了京東方AIoT技術(shù)體系及自主研發(fā)的同/異步兼容信發(fā)系統(tǒng)，異步集控能在極短時間內(nèi)將大規(guī)模視頻內(nèi)容快速下發(fā)，同步集控確保102塊雙面屏幕實現(xiàn)毫秒級響應。此外，“主路+環(huán)路”備份的高冗余控制系統(tǒng)確保了火炬臺播控系統(tǒng)的超高可靠性。

與此同時，該方案背后還通過采用LoRa（遠距離無線電）低延遲控制系統(tǒng)搭配同步播放時間校正技術(shù)，進一步確保指令下發(fā)萬無一失，實現(xiàn)視頻畫面完美協(xié)同。

揭秘LoRa助力冬奧會開幕式

同樣作為一種擴頻調(diào)制技術(shù)，相比Wi-Fi短距離通信，LoRa技術(shù)在消費者的印象中可能并沒有那么熟悉，但在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，LoRa卻是無人不知無人不曉的存在?？偟膩砜?，LoRa擁有遠距離覆蓋、抗干擾能力強、低功耗、大容量、易部署、低成本等特點，這也是它為什么能成為大“雪花”背后的功臣的原因。

首先，覆蓋范圍廣。眾所周知本次冬奧會開幕式是在國家體育場（鳥巢）進行，作為奧運遺產(chǎn)和地標性體育建筑，鳥巢占地達到了20.4萬平米，建筑面積25.8萬平方米，可容納觀眾9.1萬人。想要在如此巨大的空間內(nèi)實現(xiàn)無線通信控制，沒有遠距離的覆蓋是萬萬不行的。

LoRa全稱為Long Range，從字面意思就能看出它為長距離而生。那么LoRa到底能傳多遠呢？2019年1月底，Lacuna Space的CTO Thomas Telkamp就在TTN（The Things Network）大會上演示了使用衛(wèi)星基站連接全球任意位置的LoRaWAN設(shè)備，這背后其實就是依靠了LoRa超遠的工作距離。

其次，抗干擾性強。在巨大的會場當中，保障遠距離控制穩(wěn)定的另一個要求就是抗干擾性。在空間較大的地方或者是2.4GHz頻率干擾嚴重的環(huán)境下，LoRa技術(shù)能作為穩(wěn)定通信的核心技術(shù)，具有低于噪聲20dB依然可以通信的極限抗干擾技術(shù)，這是現(xiàn)有傳統(tǒng)通信技術(shù)都不具備的，進一步保障了指令下發(fā)過程中做到萬無一失。

當然，LoRa技術(shù)低功耗、低成本和大容量也是本次支撐大“雪片”主火炬臺的關(guān)鍵，55萬余個燈珠，每個都由驅(qū)動芯片的單一信道獨立控制，如果容量小，那么就無法保障設(shè)備在線和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定等問題了。

實際上，類似的場景也并非第一次出現(xiàn)，在過往的大型活動和會議上，采用LoRa控制燈光已是司空見慣的事，通過LoRa可以控制哪個燈需要亮，哪個燈需要熄滅，進而呈現(xiàn)各種各樣的字、圖像等等。

LoRa在體育賽場上的應用

LoRa技術(shù)除了在類似的大型晚會中應用，其實它已經(jīng)深入智能表計、智慧農(nóng)業(yè)、工業(yè)控制、資產(chǎn)和人員跟蹤、智能建筑、智慧城市、環(huán)境監(jiān)測、智慧家居等眾多領(lǐng)域。據(jù)ABI Research預測，到2026年，50%的LPWAN物聯(lián)網(wǎng)解決方案將會使用LoRa方案。

今天，借著冬奧會為契機，我們不妨也再看看LoRa在體育賽事中的應用。其實在超級馬拉松賽事當中早已運用到了基于LoRa技術(shù)的人員定位和追蹤功能。

超級馬拉松相比普通馬拉松有著更長的參賽時間、更長的比賽里程以及更嚴苛的比賽環(huán)境，比如賽事地點經(jīng)常設(shè)置于山區(qū)、茂密森林、海邊等場所，因此就需要賽事主辦方采取更多積極有效的措施防止運動員出現(xiàn)意外，或能及時幫助運動員解決危險。

通過LoRa遠距離數(shù)據(jù)傳輸的優(yōu)勢，則可以輕松滿足主辦方需求。首先在少量部署LoRa網(wǎng)關(guān)的情況下就能對整個賽區(qū)進行無死角覆蓋，避免了蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋不佳造成的信號丟失；其次，LoRa具備超強的抗干擾能力，可以充分保障運動員數(shù)據(jù)穩(wěn)定上傳；再者，LoRa具備低功耗特性，可保障運動員隨身可穿戴設(shè)備、報警器或追蹤器在長時間的比賽中時時在線。

寫在最后

無論是LoRa技術(shù)用于保障冬奧會主火炬舞臺效果，還是被用于體育賽事當中，都只是LoRa商業(yè)化探索過程中的冰山一角。

Semtech中國區(qū)市場戰(zhàn)略總監(jiān)甘泉曾在其書中談到，“LoRa只是一個底層的調(diào)制技術(shù)，具體市場怎么用，要看其特點能否被市場發(fā)現(xiàn)，是否能創(chuàng)造價值”。北京冬奧會開幕式是LoRa應用的一個絕佳舞臺，但可以預見的是未來還將有眾多LoRa應用被探索和發(fā)現(xiàn)。

參考資料：

1.《全國首例！卡斯柯基于車車通信的列車自主運行系統(tǒng)完成現(xiàn)場多車無人駕駛測試驗證！》，中國通號

2.《上海地鐵乘客被夾身亡，全自動駕駛足夠安全嗎？》，電子發(fā)燒友網(wǎng)

3.《國內(nèi)首條+最高等級+全自動駕駛！這條軌道交通厲害了》，中鐵十四局