LoRa Network ebnet den Weg zu einer intelligenten Stadt

Inhaltsverzeichnis
LoRa-Netzwerk

LoRa ist eine Funktechnologie basierend auf dem LoRaWAN Protokoll, die zusätzlich zu 5G für die Entwicklung von Städten zu Smart Cities geeignet ist. In einigen Anwendungen, Das LoRa-Netz ist noch besser geeignet als der oft erwähnte neue Mobilfunkstandard.

Viele mit dem Ziel, sich zu einer intelligenten Stadt zu entwickeln. Die Idee eines “intelligente Stadt” (Smart City) ist nicht neu. Ziel der Implementierung von Smart City-Technologien ist es, die Lebensqualität der Bewohner zu verbessern, Effizienz schaffen, Wartezeiten verkürzen, den Bedarf an Dienstleistungen decken und die Ressourcen der Stadt nutzen und damit Geld effizienter steuern. Eine aktuelle Studie zeigt, dass Smart Cities sparen können $ 5 Billionen Kosten durch 2022.

Das Internet der Dinge, IoT kurz, spielt dabei eine wichtige Rolle. Es durchdringt nahezu alle Lebensbereiche und verändert praktisch jedes Unternehmen und jede Branche. Angesichts der Möglichkeiten der nächsten Generation der 5G-Mobilkommunikation, Es stellt sich die Frage, ob diese Technologie nicht die natürliche Lösung für bestehende Smart-City-Probleme ist? Es gibt jedoch andere Technologien, die für bestimmte Anwendungen in Smart Cities möglicherweise sinnvoller sind – wie die Reduzierung des Energieverbrauchs durch intelligente Beleuchtung, Meter, etc. Einer von ihnen ist LoRa.

Was ist LoRa Network??

Die schnelle Antwort: Langstreckenradio. Die LoRa-Technologie für drahtlose Ferngespräche (Radio) Die Datenkommunikation wird durch Halbleiter-ICs ermöglicht, die sehr wenig Strom verbrauchen. Abhängig von der Funktion und Funktionalität eines solchen Funksenders, Eine Batterie kann sie jahrelang mit Strom versorgen. Dies sollte es möglich machen, für zu laufen 10 zu 20 Jahre ohne Batteriewechsel. Dies reduziert den Wartungsaufwand enorm.

Im Gegensatz zu 4G oder 5G, Das LoRa-Netzwerk arbeitet in einem nicht lizenzierten Spektrum. Dies ermöglicht eine bidirektionale Kommunikation ohne die Regulierungs- und Auktionskosten, die zum Aufbau eines Netzwerks auf staatlich lizenzierten Spektren erforderlich sind. Speziell, LoRaWAN verwendet regional unterschiedliche Frequenzbereiche im ISM-Band und im SRD-Band. In Europa, die ISM-Bandregion 1 von 433.05 MHz bis 434.79 MHz und das SRD-Band Europa ab 863 MHz bis 870 MHz. In Nordamerika, andererseits, Die Datenübertragung erfolgt im ISM-Bandbereich 2 von 902 MHz bis 928 MHz.

Gemeinsam an einem offenen arbeiten, Ein einheitliches Protokoll soll einen Mehrwert schaffen und die Abdeckung erhöhen.

LoRa-Netzwerk im städtischen Gebrauch

Die LoRa-Technologie bietet technische und wirtschaftliche Vorteile für Smart-City-Anwendungen. LoRa und LoRaWAN bieten eine intelligente Überwachungs- und Steuerungsinfrastruktur. Auf diese Weise kann Städt Daten von Tausenden von vernetzten Geräten und Systemen effizient erfassen und analysieren. Mit diesen Informationen, beispielsweise, Sie sollten besser entscheiden können, welche Dienstleistungen für ihre Pläne geeignet sind.

Für dicht besiedelte Ballungsräume, Es ist vorteilhaft, dass LoRaWAN-Signale relativ tief in städtische Gebiete eindringen. Smart City-Technologie verändert die Art und Weise, wie Städte entstehen, Behörden und Bürger interagieren.

Straßenlaternen in Boston

Das Beispiel von Boston in Massachusetts zeigt, was mit LoRa möglich ist. Die Stadt hat mehr als 67,000 Straßenlaternen. Sie beleuchten belebte Straßen, historische Sehenswürdigkeiten, und Hauptstraßen. Mit über 1,600 Schaltkästen und 32,000 Schachtabdeckungen, Die Aufrechterhaltung dieser Infrastruktur ist ein erheblicher gemeinschaftlicher Aufwand – besonders wenn die Lampen in den Wintermonaten stark beansprucht werden.

LoRa-Sensoren und Gateways

Wie funktioniert intelligente Beleuchtung in einer Stadt wie Boston?? Mit LoRa-Netzwerk, Sensoren können in jedes Straßenbeleuchtungssystem integriert werden, das die Beleuchtung steuert und Nutzungsdaten sammelt. Und die LoRa-Technologie sammelt die Daten aller nahe gelegenen Straßenlaternen über die LoRa-Allianz. Das Gateway sendet die Informationen dann an einen öffentlichen oder privaten Cloud-Server, welches die Daten analysiert, Steuert schließlich die Beleuchtung und generiert bei Bedarf automatisch Warnungen vor Lichtausfall und anderen Fehlern. Warnungen vor durchgebrannten Lampen und anderen Fehlfunktionen, falls erforderlich.

Benutzer können sogar drahtlos hinzufügen (OTA) Aktualisierungen, um bei Bedarf zwischen öffentlichen und privaten Netzwerken zu wechseln. Die bidirektionale Kommunikation der LoRa-Technologie macht dies möglich. Das Anwendungsspektrum der LoRa-Technologie in Smart Cities ist äußerst vielfältig und endet nicht mit der Beleuchtung. Die Technologie kann auf verschiedene Arten eingesetzt werden:

Parken: Die intelligente Parkplatzüberwachung zeigt städtische Parkplätze an, um Verkehrsstaus zu reduzieren, wenn Fahrer nach einem Parkplatz suchen. Studien zeigen, dass Fahrer ausgeben 17 Stunden im Jahr auf der Suche nach einem Parkplatz.

Verkehrsfluss: Hubschrauber zur Verkehrsüberwachung könnten eines Tages der Vergangenheit angehören. Verkehrsstaus sind eine große Herausforderung und störend für die Stadtbewohner. Intelligente Verkehrssysteme, die sowohl den Fahrzeug- als auch den Fußgängerverkehr überwachen, können Autos und Fußgänger viel besser führen. Dies geschieht mit intelligenten Ampeln, die den Verkehr aufzeichnen und die Lichtphasen koordinieren. In der Zukunft, Intelligente Verkehrssysteme könnten sogar die Kommunikation zwischen Ampelsignalen und Sensoren in Fahrzeugen umfassen.

Wartung von Ampeln: Die Überwachung der Ampeln ermöglicht die Stadt / Gemeindeverwaltungen reagieren schnell auf ausgebrannte Lampen, defekte Lichtmasten (aufgrund eines Unfalls) oder zu fehlerhaften Signalisierungssystemen. Dies hilft bei Staus, mögliche Unfälle und andere gefährliche Situationen.

Vorausschauende Wartung: Intelligente Gebäudesysteme können Daten bereitstellen, die ein vorausschauendes Wartungssystem verwenden, um sicherzustellen, dass die Einrichtungen ordnungsgemäß gewartet werden. Diese Systeme können Vibrationen und andere physikalische Bedingungen in Gebäuden überwachen, Brücken und historische Denkmäler, damit die Verwaltung Maßnahmen ergreifen kann, bevor größere Reparaturen erforderlich sind.

Müllentsorgung: Die Sammlung von Abfällen ist ein wesentlicher Verantwortungsbereich der Stadtverwaltung. Zu oft, jedoch, unnötige Ressourcen werden verschwendet, z.B. halbe oder wenig gefüllte Abfallbehälter zu leeren. Es ist noch schlimmer, wenn Abfallbehälter aufgrund fehlender Nachverfolgungsoptionen überfüllt sind. Intelligente Abfallentsorgungssysteme können dabei helfen, Abfallmengen in Containern zu identifizieren, um die Abfallsammelwege zu optimieren und die Effizienz zu verbessern, Kosten, und Sauberkeit.

Lärm und Luftverschmutzung: da immer mehr Menschen in Städte ziehen, Lärm und Luftverschmutzung werden zu einer noch größeren Herausforderung. Intelligente Überwachung von Lärm und Luftverschmutzung kann Daten liefern, um das Wohlbefinden der Bürger zu verbessern und die Zusammenhänge zwischen systemischen Gesundheitsproblemen aufzuzeigen.

LoRa und LEDs: Eine Fallstudie mit Hafenstädten

Im 2017, Tallinns Yachthafen an der Westküste des Golfs von Kopli auf der Halbinsel Kakumäe (Estland) getestete LoRa-Technologie. Der Hafen verfügt über umfangreiche Einrichtungen, einschließlich Pontondocks, ein schwimmendes Hotel, Verwaltungsgebäude, Restaurants und eine Segelschule für Kinder, Damit ist es ein modernes maritimes Zentrum in dieser Ostseeregion. Um mit der neuesten Port-Technologie auf dem Laufenden zu bleiben, Die Beleuchtung muss zusätzlich zur Infrastruktur modernisiert werden.

Die LoRa-Installation wird in allen Lampen im Port getestet, die über ein LoRaWAN-Netzwerk ferngesteuert werden können. Der Lampencontroller ist über ein zum Port gehörendes Funksystem mit dem LoRaWAN-Gateway verbunden. Andere Gateways in der Nähe unterstützen diese Verbindung ebenfalls. Die sichere IoT-Hub-Plattform visualisiert verschlüsselte Daten von den Endknoten über das LoRaWAN-Backend.

LoRa Netzwerkbeleuchtungssystem

Die Vernetzung von Lampen über LoRa ermöglicht einen autonomen Betrieb mit vorkonfigurierten Beleuchtungsprofilen, sodass der Anschluss einen geringeren Stromverbrauch verzeichnet und eine kostengünstige Lösung für das Beleuchtungssystem bietet. Obwohl der Port die Lösung noch testet, Der über LoRa betriebene Controller hat eine verbesserte Echtzeitsteuerung und gleichmäßige Beleuchtung gezeigt. Die Fähigkeit, die Lichtintensität zu überwachen, Betriebsart und Bewegung bedeuten, dass unnötig betriebene Lampen vermieden werden können und somit unnötige Kosten vermieden werden können.

Mit der Implementierung dieses neuen Beleuchtungssystems, Der Port gibt die Weichen dafür, wie zukünftige Ports aussehen könnten. Die Sicherheit ist nicht gefährdet. Neben der Übertragung von Daten über die völlig sichere Plattform, Zusätzlich zur Datenübertragung über eine vollständig sichere Plattform, Zugangskontrollsysteme ermöglichen mehr Flexibilität und Echtzeitbenachrichtigungen sowie Warnungen vor möglichen nicht autorisierten Aktivitäten. Um Sicherheitsbedenken auszuräumen, Die Technologie von Semtech stellt sicher, dass niemand Zugriff auf den Root-Schlüssel hat, dass das System nicht kopiert werden kann, und dass nur der tatsächliche Benutzer Zugriff auf die Sensordaten hat.

Die Technologie kann auch in privaten Netzwerken ausgeführt werden, dem Anbieter mehr Kontrolle geben, Sichtweite, und Sicherheit über die Daten. Die Technologie kann auch in einem privaten Netzwerk betrieben werden, um den Anbietern mehr Kontrolle zu geben, Sichtbarkeit und Sicherheit über die Daten. Die Implementierung intelligenter Systeme, die Infrastrukturprozesse automatisieren und vereinfachen (z.B. Beleuchtung) ist einer der ersten Schritte zu intelligenteren und zuverlässigeren Prozessen in Häfen.

Weniger Wartung durch hohe Energieeffizienz

Das LoRa-Netzwerk ist besonders vorteilhaft, wenn der Mehrwert einer Anwendung erhöht und die Investitionen in Infrastruktur und Wartung reduziert werden sollen. Das flexible, Die energiesparende LoRa-Technologie unterstützt den Aufbau öffentlicher oder privater Netze über große Entfernungen. Stellen Sie sich Tausende von Sensoren vor, die in Straßenlaternen installiert sind, und Sie müssten die Batterien in diesen Sensoren mehrmals im Jahr austauschen. Aufgrund des extrem geringen Stromverbrauchs von LoRa, Batterien in Sensoren können jahrelangen Betrieb ermöglichen, was die Zeit erheblich verkürzt, Kosten und Personalaufwand für die Wartung.

Zusätzlich, die flexible und skalierbare Architektur von LoRa, welches auf einem nicht lizenzierten Spektrum basiert, ermöglicht die schnelle und einfache Einrichtung eines öffentlichen oder privaten Netzwerks mit großer Reichweite – Von Häfen über Städte bis hin zu Parkhäusern. Sensoren können sogar an vorhandenen Zelltürmen installiert werden. Dies reduziert die Investitionen, die zum Einrichten einer Netzwerkinfrastruktur zur Unterstützung von IoT-Anwendungen erforderlich sind.

Zusammen mit Sensoren, die eine große Reichweite bieten (bis zu 50 km in ländlichen Gebieten) oder über Kilometer in dicht besiedelten städtischen Gebieten oder Innengebieten, Der Vorteil von LoRa ist sofort ersichtlich. Smart City-Technologien können neue Lösungen für intelligentere und verbesserte städtische Anwendungen bieten. Erstellen einer skalierbaren, flexibel, Ein sicheres IoT-Netzwerk mit großer Reichweite kann einige Infrastrukturinvestitionen unnötig machen und die Wartungskosten senken. LoRa und die LoRaWAN-Spezifikation sind eine geeignete Basis für erfolgreiche Smart City-Lösungen.

Geschrieben von --
Fiona Kuan
Fiona Kuan
Fiona, ein technischer Redakteur und Redakteur bei MOKOSMART, zuvor ausgegeben 10 Jahre als Produktingenieur bei einem IoT-Unternehmen. Seit Eintritt in unser Unternehmen, Sie hat eng mit dem Vertrieb zusammengearbeitet, Produktmanager und Ingenieure, Einblicke in die Kundenbedürfnisse gewinnen. Wir vereinen tiefgreifende Branchenerfahrung und Verständnis dafür, was Kunden am meisten wollen, Fiona schreibt ansprechende Inhalte zu IoT-Grundlagen, ausführliche technische Materialien und Marktanalyse - Verbindung mit Zielgruppen im gesamten IoT-Spektrum.
Fiona Kuan
Fiona Kuan
Fiona, ein technischer Redakteur und Redakteur bei MOKOSMART, zuvor ausgegeben 10 Jahre als Produktingenieur bei einem IoT-Unternehmen. Seit Eintritt in unser Unternehmen, Sie hat eng mit dem Vertrieb zusammengearbeitet, Produktmanager und Ingenieure, Einblicke in die Kundenbedürfnisse gewinnen. Wir vereinen tiefgreifende Branchenerfahrung und Verständnis dafür, was Kunden am meisten wollen, Fiona schreibt ansprechende Inhalte zu IoT-Grundlagen, ausführliche technische Materialien und Marktanalyse - Verbindung mit Zielgruppen im gesamten IoT-Spektrum.
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