使用LoRa技术进行智慧城市转型

　　2017年LoRa已然在路上，会有一些项目相继落地。在智慧城市领域，Semtech公司会怎么看LoRa技术的应用呢？本文特别整理了Semtech白皮书-《使用LoRa技术进行智慧城市转型》，供参考。

　　使用LoRa技术进行智慧城市转型

　　城市在不断发展并采用新的智能解决方案来更好地管理服务，提高生活质量，并以可持续发展的方式减少运营成本。LoRa技术有望成为这些举措成功的关键组成部分

　　执行摘要

　　世界人口正在越来越多地向城市转移，已开始探索使用智慧城市技术帮助城市建立一个可持续的基础设施，提供智能治理、智能能源、智能移动、智能基础设施、智能技术、智能医疗、智能市民。

　　智慧城市技术是政府和城市提供可持续服务以有效满足城市人口涌入的一种方式。Semtech的LoRa技术和基于LoRaWAN?协议的低功耗广域网(LPWAN)提供了一种智能传感和控制的基础设施，使城市以简化有效的方式从成千上万的连接设备收集和分析数据，以便对他们需要提供的服务做出明智的决策。 基于LoRaWAN的网络提供安全的数据传输距离远的双向通信，用最少的网络基础设施覆盖城市区域。 LoRa技术提供针对智慧城市应用而优化的解决方案，这些应用依赖于电池供电的传感器，需要长达20年的电池寿命。 智能城市技术正在改变着城市、政府和市民之间的互动方式，LoRa技术是这些解决方案的一个积极的推动者。

　　LoRaWAN网络提供安全的双向通信，数据传输距离远。

　　智慧城市趋势和未来发展

　　随着政府机构和城市部署广域网收集数据并使用先进应用和基于云的或基于企业的系统来处理和分析数据，智慧城市举措会越来越多。 这些新兴的网络称为物联网，或IoT，网络。 这些举措旨在将传感器和其他仪器放在城市内的关键系统上，收集有关市政和城市服务不可或缺的主动和被动因素的数据。这些信息通常是详细的和可测量的，帮助更好的决策，更有效的城市服务。

　　目前正在考虑的智慧城市应用范围很广。 试验和部署的项目都显示出了可测量的影响，从更快的停车场到更好的紧急医疗服务。 智慧城市解决方案的一些例子包括：

　　停车：智能停车场监控显示城市中的可用停车位，帮助减少人们寻找停车位而引起的交通拥堵

　　交通流量：交通拥堵是城市居民面临的一个重大挑战，智能交通系统可以监控车辆和行人交通，更好地给汽车和行人规划路线。 现在这个是通过感知交通的智能交通灯，协调红绿灯时间，但在未来，智能交通系统还可能包括从交通灯到汽车中传感器的通信。

　　路灯照明：路灯的电力是一项重要的市政费用，通过更好地管理，城市可以节省资金，通过减少能源消耗可以减少温室气体排放。 智能路灯系统提供城市需要的数据，减少能源使用，同时又保持良好的街道照明。　　

　　基于LoRa的路灯系统

　　交通灯维护：监控交通信号灯可以让市政府快速地对损坏的交通灯做出响应，事故弄断的交通灯杆或发生故障的信号设备。 这有助于减少交通拥堵、潜在事故和其他危险情况。

　　预见性维护：通过提供预见性维护系统，智能建筑系统可以提供确保建筑结构得以正确维护的数据。 这些系统可以监测建筑、桥梁和历史古迹中的振动和其他物理条件。

　　废物管理：收集废物是一种必不可少的城市服务，但是当其他的废物容器溢出时，也往往会收集未满的废物容器。 智能废物管理系统可以帮助检测容器中的垃圾水平，以优化废物收集路线，从而提高效率和成本效益。

　　噪音和空气污染：随着越来越多的人进入到城市，噪音和空气污染成了一个更大的挑战。 智能噪音和空气污染监测可以提供改善市民幸福感和检测系统健康问题相关性的数据。　　

　　基于LoRa的噪音和空气污染

　　对于城市和市民，量化的好处

　　实施智慧城市技术的目标是提高公众的生活质量，创造效益，增加对服务需求的预防响应，并更有效地利用城市资源， 从而减少纳税人的钱。 通过城市系统和基础设施的实时数据，城市官员和市民可以更容易地评估城市举措的效率，并在必要时进行改进。 已经有14类由国际标准组织编制的指标用于衡量智慧城市举措的成功。 这些指标包括教育、健康、城市财政和其他，然而智慧城市技术的快速扩张性意味着这个名单在未来几年肯定会增长。 下面是一些真实的例子，目前智慧城市项目如何惠及当地社区：

　　韩国首尔用较低的成本更好的进行废物收集：许多大城市每天都会看到数以百万计的乘客和旅客涌入，必须处理他们路过城市时所产生的废物。 在首尔，废物成为了一个重要的问题，因为溢出的公共垃圾箱会产生垃圾问题，这将会增加保持城市清洁的成本。 在过去，城市不知道垃圾箱填满或哪些溢出的速度。 随着智能垃圾箱的安装，城市能够跟踪每个垃圾箱的填充水平，并跟踪废物收集的效率。 该解决方案的好处是垃圾少了，公共区域更清洁，废弃物收集频率降低了66%，成本降低83%，回收利用增加46%。　　

　　基于LoRa的废物管理系统

　　美国内华达州卡森市整合太阳能：卡森市的领导们发现，太阳能相关技术只能这么多暴露在风中和雪中，这是城市气候的一部分。 此外，传统发电和太阳能设备之间的有效转换对于在多云或夜间保持容量是重要的。 该城市转向智慧城市技术来管理这种基础设施，包括虚拟化技术和通过移动计算设备访问报告。 其结果是提高了运营商和管理层的效率，包括运维人员减少15%，而提升太阳能发电量近750,000 KWH的清洁能源。

　　法国里昂和格勒诺布尔，降低能源成本：当部署物联网帮助消费者监控其电力使用时，使用工具帮助其减少电力消耗，从而节省钱并可能减少温室气体。里昂和格勒诺布尔附近的城市联手开发了一个平台，按设备类型(如火炉、热水器)监控电力消耗，用一个单独的系统给消费者提供因减少能源消耗而获得的财务奖励。其结果是取暖成本降低了16%，这使消费者更开心、更了解能源，环境受益，并推迟了成本高昂的新能源发电建设。

　　这些例子证明，智慧城市技术有着重要的影响，对一个城市及其市民的财务状况上，对城市宜居性上和对城市环境上。

　　为什么LoRa是智慧城市应用的规则改变者

　　Semtech的LoRa技术为智能城市应用提供技术和商业效益。

　　技术优势

　　资产部署成本低：

　　- 很好的室内覆盖：网关工作在星形网络中，传感器与网关直接通信，通信距离可达20公里。 传感器可以安装在室内或室外。 不需要如网格网络解决方案所需的复杂的覆盖分析。

　　- 易于安装：电池供电的传感器能够维持长达20年，具体取决于使用的应用。 这意味着传感器不需要电源线，而现有的解决方案诸如GSM、LTE或WiFi则需要。

　　安全：内置AES-128加密。

　　开放标准：LoRaWAN?规范由LoRa Alliance?支持和维护，无缝连接、易于扩展。

　　地理位置：LoRa技术使用免GPS的地理定位技术，无需额外的电源。

　　低连接成本：LoRa技术工作在免授权ISM频段，这意味着没有或很低的频谱成本(如果使用外部服务提供商，则可能存在非常低的连接费用)。

　　业务优势

　　现已可以公有和私有部署。部署和运营成本低，与新兴的基于蜂窝解决方案相比，如LTE-M和NB-IoT。

　　开放的网络：

　　- 城市有能力从多个和竞争的网络服务提供商中选择，有助于降低价格。或者

　　- 城市可以部署自己的本地市政网络，它可以托管多个应用。通过向城市中想运行自己应用的公司租赁带宽，成本可以做到最小化。

　　利用部署的资产：LoRa 技术的强大的信号可以穿透建筑物，即使在密集的城区也可以广范围覆盖。 这使得一个基于LoRa的网关可能覆盖在2公里多范围内的多个建筑物。

　　成长的生态系统：快速发展的LoRa联盟?目前有400多家公司，他们使用LoRaWAN规范创建解决方案。 LoRa Alliance?包括主要行业参与者和许多其他初创公司和网络运营商。 联合起来，这个生态系统提供了从通信IC到网络到基于服务器的应用平台的多源供应。 LoRa联盟还认证传感器和其他设备的互操作性。

　　结论

　　随着城市越来越高效，智慧城市技术可以为更智慧和更好的城市服务提供新的解决方案。可扩展和低成本的物联网网络是智慧城市计划的基石，基于LoRa的设备和LoRaWAN规范提供了大容量、低功耗的网络，形成了成功的智慧城市解决方案的基础。