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上海安防:LoRa和LoRaWAN如何助力智慧城市建設?

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

智慧城市網(wǎng)絡(luò )為無(wú)人駕駛汽車(chē)、交通監控、急救人員服務(wù)和智能路燈等一切事物提供支持。

遠程(LoRa)無(wú)線(xiàn)技術(shù)可以幫助城市克服網(wǎng)絡(luò )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Wi-Fi解決方案無(wú)法提供的覆蓋范圍。


測量和監視環(huán)境并增強服務(wù)的傳感器既需要大量的網(wǎng)絡(luò )帶寬,也需要同樣重要的覆蓋范圍。畢竟,如果傳感器無(wú)法連接到城市的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò ),那就沒(méi)法很好發(fā)揮其價(jià)值。不過(guò),要在整個(gè)城市中部署覆蓋范圍可能既困難又昂貴。


“ LoRa設備和開(kāi)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: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(shù)的開(kāi)發(fā)商及創(chuàng )始成員Semtech表示。


LoRaWAN規范是一種低功耗、廣域網(wǎng)協(xié)議,旨在無(wú)線(xiàn)連接IoT設備。正如LoRa聯(lián)盟指出的那樣,它滿(mǎn)足了關(guān)鍵的IoT要求,例如“雙向通信、端到端安全性、移動(dòng)性和本地化服務(wù)”。


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(wú)線(xiàn)數據通信技術(shù)?!?LoRa在900兆赫茲的無(wú)線(xiàn)頻譜上運行,提供對LoRaWAN網(wǎng)絡(luò )的訪(fǎng)問(wèn)。


根據LoRa聯(lián)盟成員思科系統公司的說(shuō)法,LoRa是一種無(wú)線(xiàn)電物理層調制技術(shù)。思科指出,LoRa“提供了長(cháng)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?!?/p>


根據LoRa聯(lián)盟的說(shuō)法,LoRaWAN開(kāi)放規范是基于LoRa技術(shù)的低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)協(xié)議?;旧?,LoRaWAN是網(wǎng)絡(luò )的通信協(xié)議和系統架構。該解決方案非常適合覆蓋樹(shù)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(xié)議旨在將電池供電的設備無(wú)線(xiàn)連接到區域、國家或全球網(wǎng)絡(luò )中的Internet,它利用了工業(yè)、科學(xué)和醫學(xué)(ISM)頻段中未經(jīng)許可的無(wú)線(xiàn)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(xié)議,并提供了設備之間的無(wú)縫互操作性?!?/p>

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(shuō):“LoRaWAN已針對低功耗進(jìn)行了優(yōu)化,旨在從單個(gè)網(wǎng)關(guān)安裝擴展到擁有數十億設備的大型全球網(wǎng)絡(luò )?!?/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(shù)。


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)境監控、智能能源、農業(yè)等。


思科說(shuō),LoRaWAN使城市能夠連接其資產(chǎn)“以提供更好的服務(wù),包括廢物管理、停車(chē)、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(chē)輛、寵物和牲畜?!痹摷夹g(shù)還使公用事業(yè)客戶(hù)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(shù)官Stephen Dawe向StateTech講述了Opelika如何部署物聯(lián)網(wǎng)的情況,并說(shuō)當該市希望在52平方英里范圍內部署IoT時(shí),LoRaWAN似乎是一種很好的技術(shù)選擇。


該城市使用LoRaWAN天線(xiàn),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(shí)支持視頻之類(lèi)的應用,但是非常適合覆蓋廣闊的區域而無(wú)需部署數百個(gè)接入點(diǎn)。


他說(shuō):“大約有七個(gè)接入點(diǎn)將覆蓋整個(gè)城市,我們可以檢測出與LoRa兼容的任何類(lèi)型的傳感器?!?/p>


該市的消防員要求監視附近鐵軌上的煤氣泄漏。要在一個(gè)林木茂盛的區域覆蓋52平方英里的Wi-Fi網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )是不切實(shí)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(gè)城市,并且目前正在測試氣體傳感器。 Dawe說(shuō):“這符合擁有可以支持城市工程、停車(chē)問(wèn)題、廢棄建筑問(wèn)題的通用技術(shù)的目標?!?/p>


LoRa網(wǎng)絡(luò )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(huán)境?!?/p>


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


平均而已,在具有室外網(wǎng)關(guān)的城市環(huán)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(chuàng )下。



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