LoRa è una tecnologia radio basata su LoRaWAN protocollo, che oltre al 5G è adatto allo sviluppo di città verso città intelligenti. In alcune applicazioni, La rete LoRa è ancora più adatta del nuovo standard di telefonia mobile spesso citato.
Molti con l'obiettivo di trasformarsi in una città intelligente. L'idea di un file “città intelligente” (Città intelligente) non è nuovo. L'obiettivo di implementare le tecnologie delle città intelligenti è migliorare la qualità della vita dei residenti, creare efficienza, abbreviare i tempi di attesa, soddisfare il bisogno di servizi e utilizzare le risorse della città e quindi tassare i soldi in modo più efficiente. Uno studio recente mostra che le città intelligenti possono risparmiare $ 5 trilioni di costi di 2022.
L'Internet delle cose, IoT in breve, gioca un ruolo importante in questo. Penetra in quasi tutti gli ambiti della vita e cambia praticamente ogni azienda e ogni ramo. In considerazione delle possibilità della prossima generazione di comunicazioni mobili 5G, sorge la domanda se questa tecnologia non sia la soluzione naturale ai problemi esistenti delle smart city? Ma ci sono altre tecnologie che potrebbero avere più senso per determinate applicazioni nelle città intelligenti – come la riduzione del consumo di energia attraverso l'illuminazione intelligente, metri, eccetera. Uno di loro è LoRa.
Cos'è LoRa Network?
La risposta rapida: Radio a lungo raggio. La tecnologia LoRa per wireless a lungo raggio (Radio) la comunicazione dei dati è resa possibile da circuiti integrati semiconduttori che consumano pochissima energia. A seconda della funzione e della funzionalità di un tale trasmettitore radio, una batteria può fornirgli elettricità per anni. Questo dovrebbe rendere possibile la corsa per 10 per 20 anni senza cambiare la batteria. Ciò riduce enormemente lo sforzo di manutenzione.
In contrasto con 4G o 5G, La rete LoRa opera in uno spettro senza licenza. Ciò consente la comunicazione bidirezionale senza i costi normativi e d'asta necessari per costruire una rete su spettri con licenza statale. In particolare, LoRaWAN utilizza gamme di frequenza diverse a livello regionale nella banda ISM e nella banda SRD. In Europa, la regione della banda ISM 1 a partire dal 433.05 MHz a 434.79 MHz e la banda SRD in Europa da 863 MHz a 870 MHz. In Nord America, d'altro canto, la trasmissione dei dati avviene nella regione della banda ISM 2 a partire dal 902 MHz a 928 MHz.
Lavorare insieme su un open, Il protocollo uniforme mira a creare valore aggiunto e ad aumentare la copertura.
Rete LoRa nell'uso urbano
La tecnologia LoRa offre vantaggi tecnici ed economici per le applicazioni smart city. LoRa e LoRaWAN forniscono un'infrastruttura di monitoraggio e controllo intelligente. Ciò consente a Städt di raccogliere e analizzare in modo efficiente i dati da migliaia di dispositivi e sistemi collegati in rete. Con queste informazioni, per esempio, dovrebbero essere in grado di decidere meglio quali servizi sono adatti ai loro piani.
Per aree metropolitane densamente popolate, è vantaggioso che i segnali LoRaWAN penetrino relativamente in profondità nelle aree urbane. La tecnologia delle città intelligenti sta cambiando il modo in cui le città, autorità e cittadini interagiscono.
Lampioni a Boston
L'esempio di Boston nel Massachusetts mostra cosa è possibile fare con LoRa. La città ha più di 67,000 lampioni. Illuminano strade trafficate, siti storici, e strade principali. Con oltre 1,600 scatole di commutazione e 32,000 tombini, mantenere questa infrastruttura è uno sforzo comune considerevole – soprattutto quando le lampade sono sottoposte a un uso intenso nei mesi invernali.
Sensori e gateway LoRa
Quindi come funziona l'illuminazione intelligente in una città come Boston? Con rete LoRa, i sensori possono essere integrati in qualsiasi sistema di illuminazione stradale che controlla l'illuminazione e raccoglie i dati di utilizzo. E la tecnologia LoRa raccoglie i dati di tutti i lampioni nelle vicinanze tramite LoRa Alliance. Il gateway invia quindi le informazioni a un server cloud pubblico o privato, che analizza i dati, eventualmente controlla l'illuminazione e genera automaticamente avvisi di spegnimento luci e altri guasti, se necessario. Avvisi su lampade bruciate e altri malfunzionamenti se necessario.
Gli utenti possono anche aggiungere over-the-air (OTA) aggiornamenti per passare dalla rete pubblica a quella privata, se necessario. La comunicazione bidirezionale della tecnologia LoRa lo rende possibile. La gamma di applicazioni della tecnologia LoRa nelle città intelligenti è estremamente diversificata e non si esaurisce con l'illuminazione. La tecnologia può essere utilizzata in diversi modi:
Parcheggio: Il monitoraggio intelligente dei parcheggi mostra i parcheggi cittadini per ridurre la congestione del traffico quando i conducenti sono alla ricerca di un parcheggio. Gli studi dimostrano che i conducenti spendono 17 ore all'anno alla ricerca di un parcheggio.
Flusso di traffico: Gli elicotteri per il monitoraggio del traffico potrebbero un giorno essere un ricordo del passato. La congestione del traffico è una sfida importante e preoccupante per gli abitanti delle città. I sistemi di traffico intelligenti che monitorano sia il traffico veicolare che quello pedonale possono guidare molto meglio auto e pedoni. Questo viene fatto utilizzando semafori intelligenti che registrano il traffico e coordinano le fasi del semaforo. Nel futuro, i sistemi di traffico intelligenti potrebbero anche includere la comunicazione tra i segnali del semaforo e i sensori nei veicoli.
Manutenzione dei semafori: Il monitoraggio dei semafori abilita la città / le amministrazioni comunali devono reagire rapidamente alle lampade bruciate, pali della luce difettosi (a causa di un incidente) oa sistemi di segnalazione difettosi. Questo aiuta con gli ingorghi, possibili incidenti e altre situazioni pericolose.
Manutenzione predittiva: I sistemi di edifici intelligenti possono fornire dati che utilizzano un sistema di manutenzione predittiva per garantire che le strutture siano adeguatamente mantenute. Questi sistemi possono monitorare le vibrazioni e altre condizioni fisiche negli edifici, ponti e monumenti storici, in modo che l'amministrazione possa intervenire prima che siano necessarie riparazioni importanti.
Smaltimento dei rifiuti: La raccolta dei rifiuti è un'area di responsabilità essenziale per l'amministrazione comunale. Troppo spesso, però, si sprecano risorse non necessarie, per esempio. per svuotare contenitori per rifiuti pieni o metà. È anche peggio se i contenitori dei rifiuti sono sovraffollati a causa della mancanza di opzioni di tracciamento. I sistemi intelligenti di gestione dei rifiuti possono aiutare a identificare i livelli di rifiuti nei contenitori per ottimizzare i percorsi di raccolta dei rifiuti per migliorare l'efficienza, costi, e pulizia.
Rumore e inquinamento atmosferico: man mano che sempre più persone si spostano nelle città, l'inquinamento acustico e atmosferico stanno diventando una sfida ancora più grande. Il monitoraggio intelligente dell'inquinamento acustico e atmosferico può fornire dati per migliorare il benessere dei cittadini e mostrare i collegamenti tra problemi sanitari sistemici.
LoRa e LED: Un caso di studio con le città portuali
Nel 2017, Il porto turistico di Tallinn sulla costa occidentale del Golfo di Kopli, sulla penisola di Kakumäe (Estonia) tecnologia LoRa testata. Il porto dispone di ampie strutture, comprese le banchine del pontone, un hotel galleggiante, edifici amministrativi, servizi di ristorazione e scuola di vela per bambini, rendendolo un moderno centro marittimo in questa regione del Mar Baltico. Al fine di tenersi aggiornati con le ultime tecnologie portuali, l'illuminazione deve essere ammodernata oltre alle infrastrutture.
L'installazione LoRa è testata in tutte le lampade presenti nel porto che possono essere controllate a distanza tramite una rete LoRaWAN. Il controller della lampada è connesso al gateway LoRaWAN tramite un sistema radio appartenente alla porta. Anche altri gateway nelle vicinanze supportano questa connessione. La piattaforma sicura dell'hub IoT visualizza i dati crittografati dai nodi terminali attraverso il backend LoRaWAN.
Sistema di illuminazione di rete LoRa
Il collegamento in rete delle lampade tramite LoRa consente il funzionamento autonomo con profili di illuminazione preconfigurati in modo che la porta registri un consumo energetico inferiore e abbia una soluzione economica per il sistema di illuminazione. Sebbene il port stia ancora testando la soluzione, il controller gestito tramite LoRa ha mostrato un migliore controllo in tempo reale e l'uniformità dell'illuminazione. La capacità di monitorare l'intensità della luce, modalità di funzionamento e movimento significa che è possibile evitare lampade azionate inutilmente e quindi costi inutili.
Con l'implementazione di questo nuovo sistema di illuminazione, il porto sta ponendo le basi per come potrebbero essere i porti futuri. La sicurezza non è in pericolo. Oltre alla trasmissione dei dati tramite la piattaforma completamente sicura, Oltre a trasmettere i dati su una piattaforma completamente sicura, i sistemi di controllo degli accessi consentono una maggiore flessibilità e notifiche in tempo reale, nonché avvisi su possibili attività non autorizzate. Per affrontare i problemi di sicurezza, La tecnologia di Semtech garantisce che nessuno abbia accesso alla chiave principale, che il sistema non può essere copiato, e che solo l'utente effettivo ha accesso ai dati del sensore.
La tecnologia può essere eseguita anche su reti private, dando al provider un maggiore controllo, visibilità, e sicurezza sui dati. La tecnologia può anche essere utilizzata in una rete privata per dare ai fornitori un maggiore controllo, visibilità e sicurezza sui dati. L'implementazione di sistemi intelligenti che automatizzano e semplificano i processi infrastrutturali (per esempio. illuminazione) è uno dei primi passi verso processi più intelligenti e affidabili nei porti.
Meno manutenzione grazie all'elevata efficienza energetica
La rete LoRa è particolarmente vantaggiosa se si aumenta il valore aggiunto di un'applicazione e si vogliono ridurre gli investimenti in infrastrutture e manutenzione. Il flessibile, La tecnologia LoRa a risparmio energetico supporta la creazione di reti pubbliche o private su lunghe distanze. Immagina migliaia di sensori installati nei lampioni e dovresti sostituire le batterie di questi sensori più volte all'anno. A causa del consumo energetico estremamente basso di LoRa, le batterie nei sensori possono consentire anni di funzionamento, che riduce notevolmente il tempo, costi e spese di personale per la manutenzione.
Inoltre, l'architettura flessibile e scalabile di LoRa, che si basa su uno spettro senza licenza, consente di configurare rapidamente e facilmente una rete pubblica o privata a lungo raggio – dai porti alle città ai parcheggi. I sensori possono anche essere installati su torri cellulari esistenti. Ciò riduce l'investimento necessario per configurare un'infrastruttura di rete che supporti le applicazioni IoT.
Insieme a sensori che offrono un lungo raggio (fino a 50 km nelle zone rurali) o per chilometri in aree urbane densamente popolate o aree interne, il vantaggio di LoRa è immediatamente evidente. Le tecnologie per le città intelligenti possono offrire nuove soluzioni per applicazioni urbane più intelligenti e migliorate. Costruire un file scalabile, flessibile, e una rete IoT sicura a lungo raggio può rendere superflui alcuni investimenti infrastrutturali e ridurre i costi di manutenzione. LoRa e la specifica LoRaWAN sono una base adeguata per soluzioni di smart city di successo.
