全球智慧城市受益于 LoRaWAN

对于从事智慧城市项目的开发人员来说，重要的是他们的设计基于提供远距离、安全的双向通信和数年而不是数月的电池寿命的网络。在许多当前项目中，例如下面列出的项目，远程广域网 (LoRaWAN) 协议支持当今城市向更精简、更高效的智慧城市转型。

在未来人口稠密和高效的城市中，可持续的基础设施是必要的，以便以更复杂的方式设计城市生活的许多领域。未来的网络覆盖和通信将基于智能城市中无线电技术的智能实施和复杂的决策。因此，任何城市的明智决策都需要简化收集和分析来自数千个连接设备的实时数据。无线 (OTA) 更新将支持数以百万计的设备，这些设备将随着时间的推移进行部署、维护和更新，以确保轻松扩展。这些设备将能够记录管理、能源供应、移动性、基础设施、技术和医疗保健领域的数据。

降低垃圾处理成本
例如，实时智能决策可以显着改善城市垃圾处理公司的工作。韩国首都首尔拥有数百万的日常通勤者，是 LoRaWAN 如何将垃圾处理成本降至最低的典型例子。对空气污染的智能监测表明，该市垃圾回收量增加了 46%，同时成本降低了 83%。

首尔的垃圾问题始于大量通勤者和旅行者在穿过城市的途中填满或过度拥挤城市的公共垃圾桶。过去，首尔没有有关各区个别集装箱液位的实时数据。应对这一挑战的解决方案是安装智能垃圾箱数据系统，该系统使城市能够使用 LoRaWAN 系统来跟踪每个垃圾箱的水平和所有垃圾处理的效率。这些好处导致首尔的浪费更少，公共区域更清洁。该市还能够将智能垃圾收集频率降低到 66%。

快速切换到太阳能
以内华达州卡森市为例，负责人发现传统网络和太阳能网络之间能源供应的智能变化是解决能源问题的方法。卡森城使用的太阳能系统提供了一些优势，但也暴露在当地气候的风雪中。在智慧城市思维的推动下，城市安装了一个智能网络，以支持在夜间和天空多云或白天不利条件下两种能源供应之间的切换。这种切换过程产生了一个庞大而可靠的网络，可以实时进行测量和决策。

用于在传统能源和太阳能供应之间切换的基础设施由 LoRaWAN 管理，因为该技术将虚拟化与通过移动计算机轻松访问数据和报告相结合，供负责人和现场操作员使用。这一智慧城市决策的结果导致太阳能发电量增加了高达 750,000 千瓦时。此外，该网络能够更优化地使用劳动力。

一起使用智能节能
LoRaWAN 的另一项举措是让客户了解他们的能源消耗和相关的环境效益。通过这种方式，法国的两个主要城市能够显着降低供暖成本。里昂和格勒诺布尔是两个独立的城市，相距约 100 公里。然而，作为共享智慧城市思维的一部分，共享这项技术是一种可行且有效的方法。

通过该倡议，这两个城市能够将供暖成本降低约 16%，并鼓励居民提高能源意识。消费者能够通过基于 LoRaWAN 的物联网监控他们的电力使用情况，从而使他们能够更好地控制能源使用情况。改进的实时知识和控制可确保成本监控并最大限度地减少温室气体排放。

为了鼓励公民参与，里昂和格勒诺布尔的LoRaWAN平台也有一个单独的系统，在经济上奖励公民，前提是他们能够证明低能耗。

成本与指标

基于Semtech的LoRa ICs和LoRaWAN协议的测量值表明，可以全面支持开发商的目标和目标智能城市应用。LoRaWAN网关通常转发数据包，并通过回程连接将其发送到云中的网络服务器，回程连接可以使用以太网、Wi-Fi、3G或4G/LTE。与蜂窝基站相比，网关的成本较低，因此可以通过额外的网关来扩展LoRaWAN网络的容量。因此，LoRaWANs以相对较小的带宽覆盖广域，并确保低硬件成本、延长电池寿命和高连接密度。

基于LoRaWAN协议的网络将安装在20公里外的内部或外部传感器的数据直接传输到单个网关。尽管距离遥远，但网络工作时不需要对同一应用中的网状网络进行广泛的网络覆盖分析。

每个智能城市应用程序都希望控制成本。LoRaWAN应用程序应通过使用寿命高达10年的电池驱动传感器来保证低运营成本。此外，不再需要在GSM、LTE或WLAN网络中使用传感器电源的布线。Semtech的SX126x系列电流混合信号集成电路的接收器电流为4.5 mA，功耗低。还有一个高性能选项是+22 dBm。这将基于LoRa的传感器的电池寿命延长了30%，从而减少了电池更换的频率。

为了将灵活性扩展到不同的应用，工作范围的选择也很重要。一些智能城市可以选择在未经许可的ISM乐队中加入LoRaWAN。这为频谱提供了最小的成本或没有成本，而通过外部服务进行操作以较低的连接费用提供了额外的灵活性。

通过与多家相互竞争的网络提供商合作，智能城市可以降低成本或提供市政网络来承载各种应用程序。这有助于通过向城市企业租赁带宽来抵消成本。

LoRa提供的强大信号可以通过建筑物传输数据，以确保覆盖人口稠密的智能城市区域。因此，与其他基于无线电的解决方案相比，一个城市可以用一个网关覆盖距离近两英里的多个建筑物，并确保大范围。

除了安全安装外，智能城市还提供集成AES-128加密的安全性以及无缝和可扩展网络的灵活性。LoRa生态系统的支持提供了多种资源，LoRa联盟认证传感器和其他设备的互操作性。

衡量效益

为更高效、人口稠密的智能城市开发网络和系统需要开发商和城市管理部门的创造性思维。智能城市技术的日益普及可以提高许多领域的专业知识和效率。这还包括街道照明、交通灯维护、预测性维护、交通流量监测/控制、停车位管理等。由于LoRaWAN的可靠性、远程和长电池寿命，该列表在未来将越来越长。

随着世界人口的不断增长，开发商和智能城市管理者必须仔细研究智能数据收集和控制的各种选择。只有在正确的时间做出正确的决策，一个高效的网络才能收集和分析来自数千个网络设备的数据。

关于作者

Marc Pégulu自2015年6月起担任Semtech无线和传感产品集团物联网副总裁。他自2014年6月起担任无线和传感产品副总裁。在此之前，他曾担任营销和应用总监。佩古鲁于2006年3月加入该公司，参与了多项关键技术计划，包括LoRa无线和软件定义的调制解调器技术。在加入Semtech之前，他曾在法国和中国的Thomson CSF、Thales、ATMEL和DibCom担任芯片和系统开发职位。

佩古鲁拥有法国格勒诺布尔国立理工学院电子和电信科学硕士学位，毕业于欧洲可持续发展计划欧洲执行工商管理硕士课程。

审核编辑 黄昊宇