上海安防:LoRa和LoRaWAN如何助力智慧城市建設？

發布時間：2020-06-21 10:56:52   作者：上海監控安裝公司

智慧城市網絡為無人駕駛汽車、交通監控、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網解決方案，從而提供傳統Wi-Fi解決方案無法提供的覆蓋范圍。

測量和監視環境并增強服務的傳感器既需要大量的網絡帶寬，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絡，那就沒法很好發揮其價值。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協議使智能物聯網應用能夠解決我們智慧城市建設面臨的一些最大挑戰：能源管理、減少自然資源、污染控制、基礎設施效率、防災等，” LoRa聯盟和LoRa技術的開發商及創始成員Semtech表示。

LoRaWAN規范是一種低功耗、廣域網協議，旨在無線連接IoT設備。正如LoRa聯盟指出的那樣，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協議?

正如StateTech報道的那樣，LoRa“是一種不同于Wi-Fi標準的無線數據通信技術。” LoRa在900兆赫茲的無線頻譜上運行，提供對LoRaWAN網絡的訪問。

根據LoRa聯盟成員思科系統公司的說法，LoRa是一種無線電物理層調制技術。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、低數據速率、強大的頻譜擴展和安全的加密傳輸。”

根據LoRa聯盟的說法，LoRaWAN開放規范是基于LoRa技術的低功耗廣域網(LPWAN)協議。基本上，LoRaWAN是網絡的通信協議和系統架構。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Wi-Fi信號的廣闊區域。

Semtech指出：“LoRaWAN協議旨在將電池供電的設備無線連接到區域、國家或全球網絡中的Internet，它利用了工業、科學和醫學(ISM)頻段中未經許可的無線電頻譜。” “該規范定義了LoRa物理層參數的設備到基礎結構和LoRaWAN協議，并提供了設備之間的無縫互操作性。”

LoRaWAN有哪些用途?

LoRaWAN在物聯網和智慧城市部署中具有多種用途和功能。LoRa聯盟說：“LoRaWAN已針對低功耗進行了優化，旨在從單個網關安裝擴展到擁有數十億設備的大型全球網絡。”

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的幾種特定物聯網或智慧城市用例，包括水和煤氣計量、公共安全、位置跟蹤、泄漏檢測、災難預防、環境監控、智能能源、農業等。

思科說，LoRaWAN使城市能夠連接其資產“以提供更好的服務，包括廢物管理、停車、路燈和公共安全”。在資產跟蹤方面，城市可以使用LoRaWAN獲取“人員和資產的位置信息，包括設備、車輛、寵物和牲畜。”該技術還使公用事業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如何部署物聯網的情況，并說當該市希望在52平方英里范圍內部署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(對于小數據包傳輸，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域而無需部署數百個接入點。

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。”

該市的消防員要求監視附近鐵軌上的煤氣泄漏。要在一個林木茂盛的區域覆蓋52平方英里的Wi-Fi網狀網絡是不切實際的，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。”

LoRa網絡最覆蓋大范圍是多少?

Semtech表示，LoRa可以連接農村地區相距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環境。”

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

平均而已，在具有室外網關的城市環境中，典型覆蓋范圍可達2到3公里，而在農村地區則可以達到5到7公里。

根據Things Network的數據，LoRaWAN連接的世界紀錄是766公里(476英里)，于2019年7月創下。

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