LoRa和LoRaWAN如何助力智慧城市建设？

远程无线技术可以帮助城市克服物联网覆盖挑战，今天，我们一起来了解一些LoRa和LoRaWAN的相关知识。

智慧城市网络为无人驾驶汽车、交通监控、急救人员服务和智能路灯等一切事物提供支持。

远程(LoRa)无线技术可以帮助城市克服网络覆盖方面的难题，并使他们能够在智能城市中广泛部署物联网解决方案，从而提供传统Wi-Fi解决方案无法提供的覆盖范围。

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测量和监视环境并增强服务的传感器既需要大量的网络带宽，也需要同样重要的覆盖范围。毕竟，如果传感器无法连接到城市的无线网络，那就没法很好发挥其价值。不过，要在整个城市中部署覆盖范围可能既困难又昂贵。

“ LoRa设备和开放的LoRaWAN协议使智能物联网应用能够解决我们智慧城市建设面临的一些最大挑战：能源管理、减少自然资源、污染控制、基础设施效率、防灾等，” LoRa联盟和LoRa技术的开发商及创始成员Semtech表示。

LoRaWAN规范是一种低功耗、广域网协议，旨在无线连接IoT设备。正如LoRa联盟指出的那样，它满足了关键的IoT要求，例如“双向通信、端到端安全性、移动性和本地化服务”。

什么是LoRaWAN协议?

正如StateTech报道的那样，LoRa“是一种不同于Wi-Fi标准的无线数据通信技术。” LoRa在900兆赫兹的无线频谱上运行，提供对LoRaWAN网络的访问。

根据LoRa联盟成员思科系统公司的说法，LoRa是一种无线电物理层调制技术。思科指出，LoRa“提供了长距离的空中传播，低功耗、高接收灵敏度、低数据速率、强大的频谱扩展和安全的加密传输。”

根据LoRa联盟的说法，LoRaWAN开放规范是基于LoRa技术的低功耗广域网(LPWAN)协议。基本上，LoRaWAN是网络的通信协议和系统架构。该解决方案非常适合覆盖树木和其他障碍物可能阻挡传统Wi-Fi信号的广阔区域。

Semtech指出：“LoRaWAN协议旨在将电池供电的设备无线连接到区域、国家或全球网络中的Internet，它利用了工业、科学和医学(ISM)频段中未经许可的无线电频谱。” “该规范定义了LoRa物理层参数的设备到基础结构和LoRaWAN协议，并提供了设备之间的无缝互操作性。”

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LoRaWAN有哪些用途?

LoRaWAN在物联网和智慧城市部署中具有多种用途和功能。LoRa联盟说：“LoRaWAN已针对低功耗进行了优化，旨在从单个网关安装扩展到拥有数十亿设备的大型全球网络。”

具体包括对“冗余操作、地理位置、低成本和低功耗”的支持。该联盟指出，LoRaWAN设备可以使用能量收集技术。

思科详细介绍了LoRaWAN的几种特定物联网或智慧城市用例，包括水和煤气计量、公共安全、位置跟踪、泄漏检测、灾难预防、环境监控、智能能源、农业等。

思科说，LoRaWAN使城市能够连接其资产“以提供更好的服务，包括废物管理、停车、路灯和公共安全”。在资产跟踪方面，城市可以使用LoRaWAN获取“人员和资产的位置信息，包括设备、车辆、宠物和牲畜。”该技术还使公用事业客户能够远程读取和控制燃气表和水表，从而降低了成本。

LoRa通信对智慧城市有何帮助?

智慧城市一直在使用LoRa和LoRaWAN。阿拉巴马州Opelika市的首席技术官Stephen Dawe向StateTech讲述了Opelika如何部署物联网的情况，并说当该市希望在52平方英里范围内部署IoT时，LoRaWAN似乎是一种很好的技术选择。

该城市使用LoRaWAN天线，其最大距离可达7公里(对于小数据包传输，其距离可能为10公里)。带宽很低，因此它确实支持视频之类的应用，但是非常适合覆盖广阔的区域而无需部署数百个接入点。

他说：“大约有七个接入点将覆盖整个城市，我们可以检测出与LoRa兼容的任何类型的传感器。”

该市的消防员要求监视附近铁轨上的煤气泄漏。要在一个林木茂盛的区域覆盖52平方英里的Wi-Fi网状网络是不切实际的，因此Opelika求助于Cisco的LoRaWAN解决方案，“该解决方案连接半径近3英里，并且使用的电力极少，因此传感器电池能使用三到四年。

Opelika能够使用LoRaWAN覆盖整个城市，并且目前正在测试气体传感器。 Dawe说：“这符合拥有可以支持城市工程、停车问题、废弃建筑问题的通用技术的目标。”

LoRa网络最覆盖大范围是多少?

Semtech表示，LoRa可以连接农村地区相距30英里(48.3公里)的设备，“并可以穿透密集的城市或深层室内环境。”

在典型的LoRaWAN网络中，连接范围取决于许多因素，如Electronic Design所述，包括“室内/室外网关，消息的有效负载，使用的天线等”。

平均而已，在具有室外网关的城市环境中，典型覆盖范围可达2到3公里，而在农村地区则可以达到5到7公里。

根据Things Network的数据，LoRaWAN连接的世界纪录是766公里(476英里)，于2019年7月创下。