LoRa é uma tecnologia de rádio baseada no LoRaWAN protocolo, que além de 5G é adequado para o desenvolvimento de cidades em direção a cidades inteligentes. Em algumas aplicações, A rede LoRa é ainda mais adequada do que o novo padrão de rádio móvel mencionado.
Muitos com o objetivo de se transformar em uma cidade inteligente. A ideia de um “cidade inteligente” (Cidade inteligente) não é novo. O objetivo da implementação de tecnologias de cidades inteligentes é melhorar a qualidade de vida dos moradores, criar eficiência, encurtar os tempos de espera, atender à necessidade de serviços e usar os recursos da cidade e, assim, tributar dinheiro com mais eficiência. Um estudo recente mostra que cidades inteligentes podem economizar $ 5 trilhão em custos por 2022.
A Internet das Coisas, IoT para abreviar, desempenha um papel importante neste. Ele penetra quase todas as áreas da vida e muda praticamente todas as empresas e todos os ramos. Em vista das possibilidades da próxima geração de comunicações móveis 5G, surge a questão de saber se essa tecnologia não é a solução natural para os problemas existentes das cidades inteligentes? Mas existem outras tecnologias que podem fazer mais sentido para certos aplicativos em cidades inteligentes – como reduzir o consumo de energia através de iluminação inteligente, metros, etc. Um deles é LoRa.
O que é a Rede LoRa?
A resposta rápida: Rádio de Longa Distância. A tecnologia LoRa para redes sem fio de longo alcance (rádio) a comunicação de dados é possibilitada por CIs semicondutores que usam muito pouca energia. Dependendo da função e funcionalidade de um transmissor de rádio, uma bateria pode fornecer eletricidade por anos. Isso deve possibilitar a execução de 10 para 20 anos sem trocar a bateria. Isso reduz enormemente o esforço de manutenção.
Em contraste com 4G ou 5G, A rede LoRa opera em um espectro não licenciado. Isso permite a comunicação bidirecional sem os custos regulatórios e de leilão necessários para construir uma rede em espectros licenciados pelo estado. Especificamente, LoRaWAN usa faixas de freqüência regionalmente diferentes na banda ISM e SRD. Na Europa, a região da banda ISM 1 de 433.05 MHz a 434.79 MHz e a banda SRD Europa de 863 MHz a 870 MHz. Na América do Norte, por outro lado, a transmissão de dados ocorre na região da banda ISM 2 de 902 MHz a 928 MHz.
Trabalhando juntos em um ambiente aberto, O protocolo uniforme visa criar valor agregado e aumentar a cobertura.
Rede LoRa em uso urbano
A tecnologia LoRa oferece vantagens técnicas e econômicas para aplicações em cidades inteligentes. LoRa e LoRaWAN fornecem infraestrutura inteligente de monitoramento e controle. Isso permite à Städt coletar e analisar com eficiência dados de milhares de dispositivos e sistemas em rede. Com esta informação, por exemplo, eles devem poder decidir melhor quais serviços são adequados para seus planos.
Para áreas metropolitanas densamente povoadas, é vantajoso que os sinais LoRaWAN penetram relativamente profundamente nas áreas urbanas. A tecnologia das cidades inteligentes está mudando a maneira como as cidades, autoridades e cidadãos interagem.
Luzes da rua em Boston
O exemplo de Boston em Massachusetts mostra o que é possível com LoRa. A cidade tem mais de 67,000 lâmpadas de rua. Eles iluminam ruas movimentadas, locais históricos, e ruas principais. Com mais 1,600 caixas de interruptores e 32,000 tampas de esgoto, manter essa infraestrutura é um esforço comunitário considerável – especialmente quando as lâmpadas estão sob uso intenso nos meses de inverno.
Sensores e gateways LoRa
Então, como a iluminação inteligente funciona em uma cidade como Boston? Com rede LoRa, os sensores podem ser integrados a qualquer sistema de iluminação pública que controla a iluminação e coleta dados de uso. E a tecnologia LoRa coleta os dados de todas as luzes da rua próximas através da aliança LoRa. O gateway envia as informações para um servidor em nuvem pública ou privada, que analisa os dados, eventualmente controla a iluminação e gera automaticamente avisos sobre luzes apagadas e outras falhas, se necessário. Avisos sobre lâmpadas queimadas e outras avarias, se necessário.
Os usuários podem até adicionar over-the-air (OTA) atualizações para alternar entre redes públicas e privadas, se necessário. A comunicação bidirecional da tecnologia LoRa torna isso possível. A gama de aplicativos para a tecnologia LoRa em cidades inteligentes é extremamente diversificada e não termina com a iluminação. A tecnologia pode ser usada de diferentes maneiras:
Estacionamento: O monitoramento inteligente do estacionamento exibe os estacionamentos da cidade para reduzir o congestionamento do tráfego quando os motoristas estão procurando uma vaga. Estudos mostram que os motoristas gastam 17 horas por ano procurando um espaço de estacionamento.
Fluxo de tráfego: Helicópteros para monitoramento de tráfego podem um dia ser coisa do passado. O congestionamento do trânsito é um grande desafio e perturbador para os moradores da cidade. Sistemas de tráfego inteligentes que monitoram o tráfego de veículos e pedestres podem orientar carros e pedestres muito melhor. Isso é feito usando semáforos inteligentes que registram o tráfego e coordenam as fases da luz. No futuro, sistemas de tráfego inteligentes podem até incluir comunicação entre sinais de semáforo e sensores em veículos.
Manutenção de semáforos: O monitoramento dos semáforos permite que a cidade / administrações municipais a reagir rapidamente a lâmpadas queimadas, postes de luz com defeito (devido a um acidente) ou sistemas de sinalização defeituosos. Isso ajuda com engarrafamentos, possíveis acidentes e outras situações perigosas.
Manutenção preditiva: Os sistemas inteligentes de construção podem fornecer dados que usam um sistema de manutenção preditiva para garantir que as instalações sejam mantidas adequadamente. Esses sistemas podem monitorar vibrações e outras condições físicas em edifícios, pontes e monumentos históricos, para que a administração possa tomar medidas antes que grandes reparos sejam necessários.
Depósito de lixo: A coleta de resíduos é uma área essencial de responsabilidade da administração da cidade. Muitas vezes, Contudo, recursos desnecessários são desperdiçados, por exemplo. esvaziar latas de lixo meio ou pouco cheias. É ainda pior se os contêineres de lixo estiverem superlotados devido à falta de opções de rastreamento. Os sistemas inteligentes de gerenciamento de resíduos podem ajudar a identificar os níveis de resíduos nos contêineres para otimizar as rotas de coleta de resíduos e melhorar a eficiência, custos, e limpeza.
Ruído e poluição do ar: à medida que mais e mais pessoas se mudam para as cidades, ruído e poluição do ar estão se tornando um desafio ainda maior. O monitoramento inteligente de ruídos e poluição do ar pode fornecer dados para melhorar o bem-estar dos cidadãos e mostrar as ligações entre problemas de saúde sistêmicos.
LoRa e LEDs: Um estudo de caso com cidades portuárias
No 2017, Marina de Tallinn, na costa oeste do Golfo de Kopli, na península de Kakumäe (Estônia) tecnologia LoRa testada. O porto possui amplas instalações, incluindo docas de pontão, um hotel flutuante, edifícios administrativos, instalações para refeições e uma escola de vela para crianças, tornando-o um moderno centro marítimo nesta região do Mar Báltico. Para manter-se atualizado com a mais recente tecnologia de portas, a iluminação deve ser modernizada, além da infraestrutura.
A instalação do LoRa é testada em todas as lâmpadas na porta que podem ser controladas remotamente através de uma rede LoRaWAN. O controlador da lâmpada está conectado ao gateway LoRaWAN através de um sistema de rádio pertencente à porta. Outros gateways próximos também suportam essa conexão. A plataforma segura do hub IoT visualiza dados criptografados dos nós do terminal através do back-end LoRaWAN.
Sistema de iluminação de rede LoRa
A rede de lâmpadas via LoRa permite operação autônoma com perfis de iluminação pré-configurados, para que a porta registre menor consumo de energia e tenha uma solução econômica para o sistema de iluminação. Embora a porta ainda esteja testando a solução, o controlador operado através do LoRa demonstrou maior controle em tempo real e uniformidade de iluminação. A capacidade de monitorar a intensidade da luz, modo de operação e movimento significa que lâmpadas desnecessárias podem ser evitadas e, portanto, custos desnecessários.
Com a implementação deste novo sistema de iluminação, a porta está definindo o caminho para a aparência de futuras portas. A segurança não está em perigo. Além da transmissão de dados através da plataforma completamente segura, Além de transmitir dados por uma plataforma totalmente segura, os sistemas de controle de acesso permitem mais flexibilidade e notificações em tempo real, além de avisos sobre possíveis atividades não autorizadas. Para resolver problemas de segurança, A tecnologia da Semtech garante que ninguém tenha acesso à chave raiz, que o sistema não pode ser copiado, e que apenas o usuário real tenha acesso aos dados do sensor.
A tecnologia também pode ser executada em redes privadas, dando ao provedor mais controle, visibilidade, e segurança sobre os dados. A tecnologia também pode ser operada em uma rede privada para fornecer aos fornecedores mais controle, visibilidade e segurança sobre os dados. A implementação de sistemas inteligentes que automatizam e simplificam os processos de infraestrutura (por exemplo. iluminação) é um dos primeiros passos para processos mais inteligentes e confiáveis nos portos.
Menos manutenção devido à alta eficiência energética
A rede LoRa é particularmente vantajosa se o valor agregado de um aplicativo for aumentado e os investimentos em infraestrutura e manutenção forem reduzidos. O flexível, A tecnologia LoRa, que economiza energia, apoia o estabelecimento de redes públicas ou privadas a longas distâncias. Imagine milhares de sensores instalados em lâmpadas de rua e você teria que substituir as baterias nesses sensores várias vezes ao ano. Devido ao consumo extremamente baixo de energia da LoRa, baterias em sensores podem permitir anos de operação, o que reduz significativamente o tempo, custos e gastos com pessoal para manutenção.
além do que, além do mais, a arquitetura flexível e escalável do LoRa, que é baseado em um espectro não licenciado, permite que uma rede pública ou privada de longo alcance seja configurada de maneira rápida e fácil – de portos a cidades e garagens de estacionamento. Os sensores podem até ser instalados em torres de células existentes. Isso reduz o investimento necessário para configurar uma infraestrutura de rede que ofereça suporte a aplicativos de IoT.
Juntamente com sensores que oferecem um longo alcance (até 50 km em áreas rurais) ou mais de quilômetros em áreas urbanas densamente povoadas ou áreas internas, a vantagem do LoRa é imediatamente aparente. As tecnologias de cidades inteligentes podem oferecer novas soluções para aplicações urbanas mais inteligentes e aprimoradas. Construindo um escalável, flexível, rede segura e segura de IoT de longo alcance pode tornar desnecessários alguns investimentos em infraestrutura e reduzir os custos de manutenção. LoRa e a especificação LoRaWAN são uma base adequada para soluções bem-sucedidas de cidades inteligentes.
