典型的 LoRaWAN 网络由以下元素组成。
图：典型的LoRaWAN网络架构
终端设备- 传感器或执行器将 LoRa 调制无线消息发送到网关或接收从网关无线返回的消息。。
网关- 从终端设备接收消息并将其转发到网络服务器。
网络服务器- 运行在管理整个网络的服务器上的软件。
应用程序服务器- 在服务器上运行的一个软件，负责安全地处理应用程序数据。
加入服务器- 运行在服务器上的一个软件，用于处理终端设备发送的加入请求消息（上图中未显示加入服务器）。
终端设备与附近的网关通信，每个网关都连接到网络服务器。LoRaWAN 网络使用基于 ALOHA 的协议，因此终端设备不需要与特定网关进行对等。从终端设备发送的消息会经过范围内的所有网关。这些消息由网络服务器接收。如果网络服务器收到同一消息的多个副本，它将保留该消息的单个副本并丢弃其他副本。这称为消息重复数据删除。
让我们详细研究 LoRaWAN 网络的每个元素。
LoRaWAN 终端设备可以是传感器、执行器或两者兼而有之。它们通常由电池供电。这些终端设备使用 LoRa RF 调制通过网关无线连接到 LoRaWAN 网络。下图显示了由温度、湿度和跌倒检测等传感器组成的终端设备。
图：LoRaWAN 终端设备 - Things Industries 通用节点传感器版本
每个网关都注册（使用配置设置）到 LoRaWAN 网络服务器。网关从终端设备接收 LoRa 消息，然后将其转发到 LoRaWAN 网络服务器。网关使用蜂窝(3G/4G/5G)、WiFi、以太网、光纤或 2.4 GHz 无线电链路等回程连接到网络服务器。
LoRaWAN网关可分为室内（微微蜂窝）和室外（宏蜂窝）网关。室内网关性价比高，适用于室内深处（多层墙体覆盖的空间）、地下室、多层建筑等场所的覆盖。这些网关具有内部天线或外部“尾纤”天线。然而，根据室内物理环境，一些室内网关可以接收来自几公里外的传感器的消息。
下图显示了 The Things Indoor 网关设计为直接插入交流电源插座。
室外网关比室内网关提供更大的覆盖范围。它们适合在农村和城市地区提供覆盖。。这些网关可以安装在蜂窝塔、非常高的建筑物的屋顶、金属管道（桅杆）等上。通常室外网关具有使用同轴电缆连接的外部天线（即玻璃纤维天线）。如果您擅长黑客电子产品，您可以使用防水/防尘外壳并添加外部天线将一些室内网关转换为室外网关。
下图显示了 LoRaWAN 室外网关。它具有用于连接外部 LoRaWAN、3G/4G 和 GPS 天线的连接器。你能弄清楚它们吗？
图：Tektelic 企业室外网关
通常，室外网关的接收灵敏度高于室内网关的接收灵敏度。
网络服务器管理整个 LoRaWAN 网络中的网关、终端设备、应用程序和用户。
典型的 LoRaWAN 网络服务器具有以下功能。
建立安全的 128 位 AES 连接，用于在终端设备和应用程序服务器之间传输消息（端到端安全）。
验证终端设备的真实性和消息的完整性。
删除重复的上行链路消息。
选择用于路由下行链路消息的最佳网关。
发送 ADR 命令以优化设备的数据速率。
设备地址检查。
提供对已确认的上行链路数据消息的确认。
将上行链路应用程序有效负载转发到适当的应用程序服务器
将上行链路应用程序有效负载路由到适当的应用程序服务器。
在设备和加入服务器之间转发加入请求和加入接受消息
响应所有MAC层命令。
应用服务器处理从终端设备接收到的特定于应用程序的数据消息。它还生成所有应用层下行链路有效负载，并通过网络服务器将它们发送到连接的终端设备。LoRaWAN 网络可以有多个应用程序服务器。可以通过应用机器学习和人工智能等技术来解释收集的数据来解决业务问题。
加入服务器协助安全设备激活、根密钥存储和会话密钥生成。加入过程由终端设备通过网络服务器向加入服务器发送加入请求消息来发起。Join-server处理Join-request消息，生成会话密钥，并将NwkSKey和AppSKey分别传输给网络服务器和应用服务器。Join Server 首次在 LoRaWAN v1.1 中引入。LoRaWAN v1.0.4 中也提供了该功能。
