LoRa凭什么成为智慧城市的最佳选择?

原创 SSDFans 2021-08-02 00:08


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智慧城市的物联网基础设施已经得到了大力支持。通过采用物联网技术,智慧城市正在对现有基础设施进行大幅升级,同时增强物联网设备的能力。为了实现这种智能基础设施,城市正在寻找最合理的连接选择——而低功率广域(LPWA)网络技术似乎就是他们的选择。其中两项技术是LoRa智慧城市和LoRaWAN智慧城市。LoRa智慧城市是什么?为什么我们认为它是智慧城市和智慧建筑应用的最佳选择?


LoRa智慧城市技术是什么?


LoRa和LoRaWAN是非蜂窝LPWAN无线通信协议。LoRa是实现远程通信的无线电层。LoRaWAN是物联网网络的通信协议和系统架构。LoRa和LoRaWAN技术堆栈是连接城市的最佳选择,因为它的信号范围长,功率需求小。根据实际情况,信号可达10至15公里。


LPWA市场研究和市场报告显示,到2022年,LPWA从设备和相关服务中获得的收入将达到560亿美元。


LoRa为Semtech公司所有。同时,LoRaWAN生态系统包括各种传感器、芯片和设备制造商、基站和服务器供应商,以及其他服务提供商。他们都聚集在LoRa联盟,这个全球增长最快的技术协会之一。LoRa联盟的使命是促进全球LPWAN连接和物联网生态系统。


LoRaWAN和LoRa通信协议克服了商业和工业环境中物联网部署的挑战。这些LPWAN协议具有高能效,并提供了一种价格有竞争力的方式来实现智慧城市软件解决方案的物联网主干。难怪LoRaWAN是被最广泛采用的LPWAN协议之一,有600个已知用例和9700万台设备连接到100个国家(并在不断增加)的网络上。


LoRaWAN智能城市覆盖


来源:巴塞罗那世界移动大会- LoRaWAN创建有价值的物联网连接


LoRa智慧城市和LoRaWAN智慧城市的潜力


城市数字化代价高昂,但不可避免。互联城市模式中的多个利益相关者一直对使城市不仅互联,而且具有经济吸引力和生态友好感兴趣。智慧城市LoRa技术有许多好处,使其成为数字化战略的一个组成部分。那么到底能带来哪些好处呢?


超低能耗。与其他数据传输协议相比,LoRaWAN智慧城市耗电少,保证了设备的电池寿命。

覆盖范围。覆盖范围越广,物联网基础设施就越好、越便宜。有了LoRaWAN,其射程在城市设置中接近5公里,在郊区为15公里。

成本效率。在物联网基础设施中部署LoRaWAN智慧城市架构相对容易。部署在不需要许可和低成本基站的频率上,使LoRaWAN应用在经济上可行。此外,LoRaWAN物联网设备的成本较低,可以使用一块电池运行数年,并降低了设备维护的现场访问成本。


智慧城市LoRa网络架构


来源:RF无线世界- LoRaWAN的优缺点


  • 开源。作为一个开源协议,LoRa涵盖了所有的社区最佳实践。LoRa联盟成员尽其所能推动LoRa驱动的物联网倡议。

  • 双向沟通。支持LoRa的物联网网络单元(例如传感器)可以同时发送和接收数据。向网络发送数据并接收信息作为回报,LoRa设备甚至可以向远程位置发送状态信息。

  • GPS-free本地化。当一个设备向至少三个网关发送信号时,LoRaWAN应用程序可以使用类似GPS的三角测量技术来计算信号的近似原点,但能源和成本效益更高。


良好的穿透性和低路径损耗。劳拉无线电波可以穿过障碍物到达室内的传感器,比如那些放在电梯、地下室或地下车库的传感器。


LoRa智慧城市传输与渗透方案


来源:SmartMakers


LoRaWAN智慧城市的应用


LoRaWAN智慧城市可以保证物联网基础设施所需的连通性,同时保持网络及其管理尽可能简单。在智慧城市的连接中,这意味着在需要低容量的长距离中平稳运行。智慧城市包括许多这样的区域。智能交通和垃圾管理、城市移动中的人工智能、能源消耗跟踪、环境计量、停车和照明监控、火灾探测系统和警报——所有这些都是智慧城市概念的支柱。它们都不需要大量的数据。小型传感器数据包可用于云运输规划软件的报警、触发和监测。对于LoRaWAN来说,这听起来是一个完美的任务,它非常省电,但发送大文件的速度非常慢。


智能城市中的LoRaWAN应用


来源:Cisco - LoRa -新兴物联网技术加速服务提供商和智慧城市服务


利用LoRaWAN建立技术生态系统


卡尔加里是加拿大的科技瑰宝,它使用LoRaWAN网络作为其大规模物联网系统的骨架。LoRaWAN无线信号覆盖了很大的区域,包括繁忙的市中心和卡尔加里偏远地区的大部分城市设施。该网络现在可以用于空气质量、土壤条件和灌溉的实时监测和管理。安装的水位传感器已经帮助当局预测并为潜在的洪水做好准备,这是该地区的一个紧迫问题。


智能建筑是LoRaWAN优化开放的广阔领域


建筑和设施自动化包括建筑的所有关键系统,如照明、气候控制、火警、安全等。我们已经了解到LoRa可以让传感器在没有恒定电力供应的情况下运行数年。这对于那些偏远来说特别方便。企业可以建立基础设施,把精力和投资集中在业务关键的任务上,而不是集中在昂贵传感器的定期维护上。LoRa不需要高水平的技术人员安装或维护。


LoRa为建筑业主和企业提供减少运营费用的能力。降低能源成本、提高租户满意度和提高物业价值有助于企业和建筑业主产生新的收入来源。最重要的是,工厂等设施中的数千个传感器将使投资回报成倍增加。


以智慧城市LoRa技术为特色的智能建筑应用:企业可以用它们做什么?


能源管理。LoRaWAN为智能建筑管理汇集了所有与能源相关的系统:照明、供暖、制冷、消防安全。LoRaWAN通信协议有效地将它们连接起来,以帮助控制和降低功耗。


漏水检测。在智能建筑中,LoRaWAN是智能供水基础设施的组成部分。LoRaWAN系统包括传感器、网关和水表功能,可以大大降低与漏水相关的操作成本,并防止对建筑物造成严重损害。


智能建筑的安全。办公室、工厂、行政机构和所有其他形式的智能建筑都需要防范火灾、自然灾害和未经授权的进入。使用LoRaWAN、窗户、门、火警、运动检测传感器和紧急按钮可以组织成一个安全警报系统。


建筑安全检查。即使在偏远地区,建筑物也可以在墙壁、屋顶或地基上安装各种基于lora的传感器。通过这种方式,建筑业主或检查人员可以控制建筑物的变形、温度、湿度和其他化学、机械和物理参数。


工作空间的优化。通过支持lora的设备收集的数据有助于优化办公场所。办公环境可以根据人流量、地理位置和实时空间可用性进行重塑。这有助于提高员工的满意度,同时提高工作区域的安全性,合理使用办公资源。


LoRaWAN应用- LoRaWAN系统帮助购物中心降低运营成本


位于斯洛文尼亚首都的BTC城市卢布尔雅那是一个47.5万平方米的商业、购物、娱乐和娱乐中心,拥有50多个基础设施。鉴于其规模,比特币城是一个伟大的试点建筑,以LoRa为基础的综合能源和水消费系统。在BTC城市卢布尔雅那,LoRaWAN传感器和智能电表收集和发送电、热、天然气和水的消耗数据。接下来,所有设施的数据被发送到软件处理平台。该平台对数据进行处理和分析,并自动生成报告。通过这种方式,管理人员可以获得能源使用的详细信息,以便对其进行有效的控制和管理。最后,BTC管理减少了6%的水泄漏造成的能量损失,降低了5%的整体能耗,减少了90%的水泄漏。


为了覆盖商场的广阔区域,只使用了两个LoRaWAN网关,而不需要使用几十个Wi-Fi接入点。在不到一周的时间里,BTC City就部署了一个专用的LoRaWAN网络。


其他


LoRa技术是在智能城市连接方面最新和最受讨论的物联网创新之一。LoRa和LoRaWAN协议在各种可用于加速公共部门数字化转型的物联网连接协议中脱颖而出。在世界各地,它们被认为是与智能建筑、交通和废物管理、环境计量和停车监控相关的各种用例的完美连接技术。



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