上海安防:LoRa和LoRaWAN如何助力智慧城市建設？

發(fā)布時間：2020-06-21 10:56:52   作者：上海監(jiān)控安裝公司

智慧城市網(wǎng)絡為無人駕駛汽車、交通監(jiān)控、急救人員服務和智能路燈等一切事物提供支持。

遠程(LoRa)無線技術可以幫助城市克服網(wǎng)絡覆蓋方面的難題，并使他們能夠在智能城市中廣泛部署物聯(lián)網(wǎng)解決方案，從而提供傳統(tǒng)Wi-Fi解決方案無法提供的覆蓋范圍。

測量和監(jiān)視環(huán)境并增強服務的傳感器既需要大量的網(wǎng)絡帶寬，也需要同樣重要的覆蓋范圍。畢竟，如果傳感器無法連接到城市的無線網(wǎng)絡，那就沒法很好發(fā)揮其價值。不過，要在整個城市中部署覆蓋范圍可能既困難又昂貴。

“ LoRa設備和開放的LoRaWAN協(xié)議使智能物聯(lián)網(wǎng)應用能夠解決我們智慧城市建設面臨的一些最大挑戰(zhàn)：能源管理、減少自然資源、污染控制、基礎設施效率、防災等，” LoRa聯(lián)盟和LoRa技術的開發(fā)商及創(chuàng)始成員Semtech表示。

LoRaWAN規(guī)范是一種低功耗、廣域網(wǎng)協(xié)議，旨在無線連接IoT設備。正如LoRa聯(lián)盟指出的那樣，它滿足了關鍵的IoT要求，例如“雙向通信、端到端安全性、移動性和本地化服務”。

什么是LoRaWAN協(xié)議?

正如StateTech報道的那樣，LoRa“是一種不同于Wi-Fi標準的無線數(shù)據(jù)通信技術?！?LoRa在900兆赫茲的無線頻譜上運行，提供對LoRaWAN網(wǎng)絡的訪問。

根據(jù)LoRa聯(lián)盟成員思科系統(tǒng)公司的說法，LoRa是一種無線電物理層調(diào)制技術。思科指出，LoRa“提供了長距離的空中傳播，低功耗、高接收靈敏度、低數(shù)據(jù)速率、強大的頻譜擴展和安全的加密傳輸。”

根據(jù)LoRa聯(lián)盟的說法，LoRaWAN開放規(guī)范是基于LoRa技術的低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)協(xié)議。基本上，LoRaWAN是網(wǎng)絡的通信協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)。該解決方案非常適合覆蓋樹木和其他障礙物可能阻擋傳統(tǒng)Wi-Fi信號的廣闊區(qū)域。

Semtech指出：“LoRaWAN協(xié)議旨在將電池供電的設備無線連接到區(qū)域、國家或全球網(wǎng)絡中的Internet，它利用了工業(yè)、科學和醫(yī)學(ISM)頻段中未經(jīng)許可的無線電頻譜?！?“該規(guī)范定義了LoRa物理層參數(shù)的設備到基礎結(jié)構(gòu)和LoRaWAN協(xié)議，并提供了設備之間的無縫互操作性。”

LoRaWAN有哪些用途?

LoRaWAN在物聯(lián)網(wǎng)和智慧城市部署中具有多種用途和功能。LoRa聯(lián)盟說：“LoRaWAN已針對低功耗進行了優(yōu)化，旨在從單個網(wǎng)關安裝擴展到擁有數(shù)十億設備的大型全球網(wǎng)絡?！?/p>

具體包括對“冗余操作、地理位置、低成本和低功耗”的支持。該聯(lián)盟指出，LoRaWAN設備可以使用能量收集技術。

思科詳細介紹了LoRaWAN的幾種特定物聯(lián)網(wǎng)或智慧城市用例，包括水和煤氣計量、公共安全、位置跟蹤、泄漏檢測、災難預防、環(huán)境監(jiān)控、智能能源、農(nóng)業(yè)等。

思科說，LoRaWAN使城市能夠連接其資產(chǎn)“以提供更好的服務，包括廢物管理、停車、路燈和公共安全”。在資產(chǎn)跟蹤方面，城市可以使用LoRaWAN獲取“人員和資產(chǎn)的位置信息，包括設備、車輛、寵物和牲畜?！痹摷夹g還使公用事業(yè)客戶能夠遠程讀取和控制燃氣表和水表，從而降低了成本。

LoRa通信對智慧城市有何幫助?

智慧城市一直在使用LoRa和LoRaWAN。阿拉巴馬州Opelika市的首席技術官Stephen Dawe向StateTech講述了Opelika如何部署物聯(lián)網(wǎng)的情況，并說當該市希望在52平方英里范圍內(nèi)部署IoT時，LoRaWAN似乎是一種很好的技術選擇。

該城市使用LoRaWAN天線，其最大距離可達7公里(對于小數(shù)據(jù)包傳輸，其距離可能為10公里)。帶寬很低，因此它確實支持視頻之類的應用，但是非常適合覆蓋廣闊的區(qū)域而無需部署數(shù)百個接入點。

他說：“大約有七個接入點將覆蓋整個城市，我們可以檢測出與LoRa兼容的任何類型的傳感器?！?/p>

該市的消防員要求監(jiān)視附近鐵軌上的煤氣泄漏。要在一個林木茂盛的區(qū)域覆蓋52平方英里的Wi-Fi網(wǎng)狀網(wǎng)絡是不切實際的，因此Opelika求助于Cisco的LoRaWAN解決方案，“該解決方案連接半徑近3英里，并且使用的電力極少，因此傳感器電池能使用三到四年。

Opelika能夠使用LoRaWAN覆蓋整個城市，并且目前正在測試氣體傳感器。 Dawe說：“這符合擁有可以支持城市工程、停車問題、廢棄建筑問題的通用技術的目標?！?/p>

LoRa網(wǎng)絡最覆蓋大范圍是多少?

Semtech表示，LoRa可以連接農(nóng)村地區(qū)相距30英里(48.3公里)的設備，“并可以穿透密集的城市或深層室內(nèi)環(huán)境?！?/p>

在典型的LoRaWAN網(wǎng)絡中，連接范圍取決于許多因素，如Electronic Design所述，包括“室內(nèi)/室外網(wǎng)關，消息的有效負載，使用的天線等”。

平均而已，在具有室外網(wǎng)關的城市環(huán)境中，典型覆蓋范圍可達2到3公里，而在農(nóng)村地區(qū)則可以達到5到7公里。

根據(jù)Things Network的數(shù)據(jù)，LoRaWAN連接的世界紀錄是766公里(476英里)，于2019年7月創(chuàng)下。

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