摘要

基于LoRaWAN規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)可在很大的覆蓋范圍內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)，提供安全的雙向通信。
世界人口正在越來越多地轉(zhuǎn)移到城市，這已促使大家去探索使用智慧城市技術(shù)來幫助城市建立可持續(xù)的基礎(chǔ)設(shè)施，從而提供智慧治理、智能能源、智能交通、智能基礎(chǔ)設(shè)施、智能技術(shù)、智能醫(yī)療和智慧公民。EBtesmc

智慧城市技術(shù)是政府和市政當(dāng)局為有效應(yīng)對人口不斷涌入城市這一趨勢，所需要提供的可持續(xù)性服務(wù)中的一種。 Semtech的LoRa技術(shù)和基于LoRaWAN?協(xié)議的低功耗、廣域網(wǎng)（LPWAN）可提供智能感知和控制基礎(chǔ)設(shè)施，支持城市以流暢的方式收集和分析數(shù)千個(gè)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供的數(shù)據(jù)，以便對其需要提供的服務(wù)做出智能化的決策。基于LoRaWAN的網(wǎng)絡(luò)提供安全的雙向通信，同時(shí)具有很大的數(shù)據(jù)傳輸范圍，從而以最小的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施來覆蓋城市區(qū)域。 LoRa技術(shù)提供了針對智慧城市應(yīng)用而優(yōu)化的解決方案，這些應(yīng)用依賴于由電池供電的傳感器，其電池巡航時(shí)間需要長達(dá)20年。 智慧城市技術(shù)正在改變城市、政府和公民之間的互動方式，而LoRa技術(shù)是這些解決方案的有力推手。EBtesmc

智慧城市趨勢和未來發(fā)展

隨著政府機(jī)構(gòu)和市政當(dāng)局部署廣域網(wǎng)以收集數(shù)據(jù)并使用先進(jìn)應(yīng)用，以及基于云或基于企業(yè)級系統(tǒng)來處理和分析數(shù)據(jù)，智慧城市項(xiàng)目正在不斷增加。這些新興網(wǎng)絡(luò)被稱為物聯(lián)網(wǎng)或IoT網(wǎng)絡(luò)。這些項(xiàng)目旨在將傳感器和其他儀器放置在城市內(nèi)的關(guān)鍵系統(tǒng)上，以收集有關(guān)主動和被動單元的數(shù)據(jù)，這些單元是市政和城市服務(wù)的組成部分。信息通常是詳細(xì)和可測量的，以幫助提供更好的決策，并提供更有效的城市服務(wù)。EBtesmc

目前大家考慮的智慧城市應(yīng)用范圍很廣，從更快地停車到更好的緊急醫(yī)療保健等試驗(yàn)中和已部署項(xiàng)目都已顯示出可測量的影響。智慧城市解決方案的一些例子包括：EBtesmc

?停車：智能停車監(jiān)測器可顯示城市中空余的停車位，以減少因人們尋找停車位而造成的交通擁堵。EBtesmc

?交通疏導(dǎo)：交通堵塞是城市居民面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)，智能交通系統(tǒng)可以監(jiān)控車流和人流，為汽車和行人提供更好的路線。現(xiàn)在這是通過智能交通信號燈來實(shí)現(xiàn)的，這些信號燈可以感知交通流和協(xié)調(diào)燈光信號安排；但是在未來，智能交通系統(tǒng)也可能包括從信號燈到汽車中傳感器之間的通信。EBtesmc

?街道照明：路燈消耗的電力是一項(xiàng)很重要的市政費(fèi)用；對其進(jìn)行更好的管理，城市可以通過降低能源消耗來節(jié)省資金和減少溫室氣體排放。智能路燈系統(tǒng)提供了城市為減少能源消耗、同時(shí)保持街道良好照明而需要的數(shù)據(jù)。EBtesmc

?交通燈維護(hù)：監(jiān)測交通信號燈可以讓市政當(dāng)局快速響應(yīng)損壞的路燈、事故破壞的燈桿、或者發(fā)生故障的信號設(shè)備。這可以助力防止交通擁堵、潛在事故和其他危險(xiǎn)情況。EBtesmc

?有預(yù)見性的維護(hù)：智能建筑系統(tǒng)通過提供有預(yù)測能力維護(hù)系統(tǒng)，能夠產(chǎn)生確保結(jié)構(gòu)得到正確維護(hù)的數(shù)據(jù)。這些系統(tǒng)可以監(jiān)測建筑物、橋梁和歷史古跡中的振動和其他物理情況。EBtesmc

?廢物管理：收集廢物是必不可少的城市服務(wù)，但常常是城市資源被用于收集處理未裝滿的垃圾箱，而其他垃圾箱卻早已裝滿溢出。智能廢物管理系統(tǒng)可以幫助檢測垃圾箱中的垃圾數(shù)量，從而優(yōu)化廢物收集路線，提高效率和成本效益。EBtesmc

?噪音和空氣污染控制：隨著越來越多的人搬到城市，噪音和空氣污染成為了一個(gè)更大的挑戰(zhàn)。智能噪聲和空氣污染監(jiān)測可以提供能夠改善公民生活環(huán)境的數(shù)據(jù)，并系統(tǒng)地檢測出與健康問題相關(guān)的因素。EBtesmc

為城市和居民提供可測量利益

實(shí)施智慧城市技術(shù)的目標(biāo)是為了提高公眾的生活質(zhì)量，提升效率，增加對服務(wù)需求的預(yù)防性反應(yīng)，更有效地利用城市資源以及納稅人的稅金。利用有關(guān)城市系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，城市官員和市民可以更輕松地評估城市項(xiàng)目的效率，并在必要時(shí)進(jìn)行改進(jìn)。目前，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織編制了14類指標(biāo)，用以測量智慧城市項(xiàng)目成功與否。這其中包括教育、衛(wèi)生、城市財(cái)政及其它指標(biāo)，智慧城市技術(shù)的快速發(fā)展意味著這個(gè)名單肯定會在未來幾年中變得更長。以下是智慧城市項(xiàng)目目前如何惠及當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的一些真實(shí)例子：EBtesmc

韓國首爾市以更低的成本實(shí)現(xiàn)更好的廢物收集：許多大城市每天都會涌出數(shù)百萬通勤者和旅行者，并且必須處理他們在穿過城市時(shí)產(chǎn)生的廢物。 在首爾，廢物成為一個(gè)重大問題，因?yàn)檠b滿溢出的公共廢物箱會造成垃圾遺灑問題，這將增加保持城市清潔的成本。 過去，該城市不知道垃圾箱裝滿的速度，或者哪些垃圾箱已經(jīng)裝滿。 隨著智能垃圾箱的安裝，城市能夠跟蹤每個(gè)垃圾箱的填充水平，并能夠追蹤廢物收集的效率。 該解決方案的好處是更少的垃圾遺灑和更清潔的公共場所，并將垃圾箱收集清理的頻率降低了66％，從而帶來了83％的費(fèi)用降低，回收利用率增加46％。EBtesmc

美國內(nèi)華達(dá)州卡爾森市的并網(wǎng)太陽能發(fā)電：卡爾森市的城市領(lǐng)導(dǎo)人發(fā)現(xiàn)，太陽能相關(guān)的技術(shù)在出現(xiàn)風(fēng)雪天氣時(shí)就能夠引起廣泛的關(guān)注，這些風(fēng)雪是城市氣候的一部分。此外，在傳統(tǒng)電力生產(chǎn)和太陽能設(shè)備之間的有效轉(zhuǎn)換，對于在陰天或夜間保持容量是重要的。該城市轉(zhuǎn)而采用智慧城市技術(shù)來管理這種基礎(chǔ)設(shè)施，包括虛擬化技術(shù)和通過移動計(jì)算設(shè)備來獲取預(yù)報(bào)。結(jié)果是提高了現(xiàn)場運(yùn)營者和管理層的效率，其中包括運(yùn)營人員減少了15％，同時(shí)將太陽能發(fā)電量產(chǎn)生的清潔能源提高到近75萬千瓦時(shí)。EBtesmc

降低法國里昂市和格勒諾布爾市的能源成本：在部署物聯(lián)網(wǎng)以幫助消費(fèi)者監(jiān)測其電能使用情況時(shí)，他們將擁有可用的工具來幫助減少其能耗，從而節(jié)省資金并有可能減少溫室氣體的排放。相互鄰近城市里昂市和格勒諾布爾市合作開發(fā)了一個(gè)可以根據(jù)諸如鍋爐和熱水器等設(shè)備類型來監(jiān)測能耗的平臺，并提供了一個(gè)可為消費(fèi)者帶來的經(jīng)濟(jì)回報(bào)的單獨(dú)系統(tǒng)。結(jié)果是取暖成本降低了16％，從而使消費(fèi)者更快樂并更有能源意識，帶來了環(huán)境保護(hù)效益并能夠推遲建設(shè)昂貴的新能源發(fā)電設(shè)施。正如這些例子所證明的那樣，智慧城市技術(shù)可以對城市及其公民的財(cái)政與財(cái)務(wù)、城市的宜居性和環(huán)境產(chǎn)生重大影響。EBtesmc

為什么LoRa是智慧城市應(yīng)用的游戲規(guī)則改變者

Semtech的LoRa技術(shù)為智慧城市應(yīng)用帶來了技術(shù)和商業(yè)雙方面優(yōu)勢。EBtesmc

技術(shù)優(yōu)勢EBtesmc

?資產(chǎn)部署成本低，原因如下：EBtesmc

優(yōu)異的室內(nèi)穿透性：以一臺網(wǎng)關(guān)為中心即可構(gòu)建一個(gè)星形網(wǎng)絡(luò)，其中的傳感器可在遠(yuǎn)達(dá)20公里范圍內(nèi)直接與網(wǎng)關(guān)通信。傳感器可以位于室內(nèi)或室外，不需要像網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)解決方案那樣進(jìn)行復(fù)雜的覆蓋分析。EBtesmc

易于安裝：由電池驅(qū)動的傳感器能夠持續(xù)工作長達(dá)20年（視采用的應(yīng)用而定），這意味著傳感器不需要電源接線，因而與諸如GSM、LTE或WiFi等現(xiàn)有的解決方案完全不同。EBtesmc

?安全：內(nèi)置AES-128加密。EBtesmc

?開放標(biāo)準(zhǔn)：LoRaWAN?規(guī)范由LoRa Alliance?支持和維護(hù)，允許無縫和便捷的可擴(kuò)展性。EBtesmc

?定位技術(shù)：LoRa技術(shù)利用了無GPS定位技術(shù)，無需消耗額外的電能。EBtesmc

?連接成本低：LoRa技術(shù)運(yùn)行在無需許可的ISM頻段，這意味著沒有或非常低的頻譜費(fèi)用（如果依靠外部服務(wù)提供商，可能會有很低的連接費(fèi)用）。EBtesmc

商業(yè)利益EBtesmc

?現(xiàn)在立即就可以用于公共的或者私有的部署EBtesmc

?與諸如LTE-M和NB-IoT等新興的、基于蜂窩通信的解決方案相比，部署和運(yùn)營成本較低。EBtesmc

?開放性網(wǎng)絡(luò)EBtesmc

城市當(dāng)局具有了在多個(gè)相互競爭的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商中進(jìn)行選擇的能力，有助于降低價(jià)格。EBtesmc

城市可以部署其自己的本地化市域網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)可以承載多種應(yīng)用。通過將帶寬出租給城市內(nèi)想要運(yùn)行自有應(yīng)用的公司，可以最大限度地降低成本。EBtesmc

?充分利用已部署的資產(chǎn)：即使在密集的城市地區(qū)，LoRa技術(shù)強(qiáng)大的信號體制能夠穿透建筑物以實(shí)現(xiàn)廣泛的覆蓋，可支持一臺基于LoRa的網(wǎng)關(guān)有能力去覆蓋2公里范圍內(nèi)的多個(gè)建筑物。EBtesmc

?不斷擴(kuò)大的生態(tài)系統(tǒng)：快速擴(kuò)大的LoRa Alliance?目前包括400多家正在使用LoRaWAN規(guī)范來創(chuàng)建解決方案的公司。 LoRa Alliance?聯(lián)盟包括重要的行業(yè)參與者和許多其他的初創(chuàng)企業(yè)，以及許多網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商。當(dāng)他們結(jié)合在一起的時(shí)候，該生態(tài)系統(tǒng)提供了從通信芯片到網(wǎng)絡(luò)、再到基于服務(wù)器的應(yīng)用平臺等多種產(chǎn)品及服務(wù)來源。為了確?；ネㄐ?，LoRa聯(lián)盟還對傳感器和其他設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證。EBtesmc

結(jié)論

隨著城市轉(zhuǎn)向效率，智慧城市技術(shù)可以為更智能、更完善的城市服務(wù)提供新的解決方案?？蓴U(kuò)展和低成本的IoT網(wǎng)絡(luò)是智慧城市計(jì)劃的基石，基于LoRa的設(shè)備和LoRaWAN規(guī)范提供了高容量、低功耗的網(wǎng)絡(luò)，它們?yōu)槌晒Φ闹腔鄢鞘薪鉀Q方案打下了基礎(chǔ)。EBtesmc

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