LoRa este o tehnologie radio bazată pe LoRaWAN protocol, care pe lângă 5G este potrivit pentru dezvoltarea orașelor spre orașe inteligente. În unele aplicații, Rețeaua LoRa este chiar mai potrivită decât noul standard de radio mobil, adesea menționat.
Mulți cu scopul de a se dezvolta într-un oraș inteligent. Ideea unui “oraș inteligent” (Oras destept) nu este nou. Scopul implementării tehnologiilor smart city este de a îmbunătăți calitatea vieții rezidenților, creează eficiență, scurtează timpii de așteptare, satisface nevoia de servicii și utilizează resursele orașului și, astfel, impozitează banii mai eficient. Un studiu recent arată că orașele inteligente pot economisi $ 5 trilioane în costuri de 2022.
Internetul obiectelor, IoT pe scurt, joacă un rol important în acest sens. Pătrunde aproape în toate domeniile vieții și schimbă practic fiecare companie și fiecare ramură. Având în vedere posibilitățile următoarei generații de comunicații mobile 5G, Se pune întrebarea dacă această tehnologie nu este soluția naturală la problemele existente ale orașului inteligent? Dar există și alte tehnologii care pot avea mai mult sens pentru anumite aplicații din orașele inteligente – precum reducerea consumului de energie prin iluminare inteligentă, metri, etc.. Unul dintre ei este LoRa.
Ce este LoRa Network?
Răspunsul rapid: Radio cu rază lungă. Tehnologia LoRa pentru wireless pe distanță lungă (radio) comunicarea datelor este posibilă prin circuite integrate semiconductoare care folosesc foarte puțină putere. În funcție de funcția și funcționalitatea unui astfel de transmițător radio, o baterie o poate alimenta cu energie electrică ani de zile. Acest lucru ar trebui să facă posibil să alergi pentru 10 la 20 ani fără a schimba bateria. Acest lucru reduce enorm efortul de întreținere.
Spre deosebire de 4G sau 5G, Rețeaua LoRa operează într-un spectru fără licență. Acest lucru permite comunicarea bidirecțională fără costurile de reglementare și de licitație necesare pentru a construi o rețea pe spectre licențiate de stat.. Specific, LoRaWAN folosește game de frecvență diferite la nivel regional în banda ISM și banda SRD. In Europa, regiunea benzii ISM 1 din 433.05 MHz la 434.79 MHz și banda SRD Europa din 863 MHz la 870 MHz. În America de Nord, pe de altă parte, transmisia de date are loc în regiunea de bandă ISM 2 din 902 MHz la 928 MHz.
Lucrând împreună la o deschidere, protocolul uniform are scopul de a crea valoare adăugată și de a crește acoperirea.
Rețeaua LoRa în uz urban
Tehnologia LoRa oferă avantaje tehnice și economice pentru aplicațiile smart city. LoRa și LoRaWAN oferă infrastructură inteligentă de monitorizare și control. Acest lucru îi permite Städt să colecteze și să analizeze eficient date de la mii de dispozitive și sisteme conectate în rețea. Cu aceste informatii, de exemplu, ar trebui să poată decide mai bine ce servicii sunt potrivite pentru planurile lor.
Pentru zonele metropolitane dens populate, este avantajos ca semnalele LoRaWAN să pătrundă relativ adânc în zonele urbane. Tehnologia orașelor inteligente schimbă modul în care orașele, autoritățile și cetățenii interacționează.
Lumini stradale din Boston
Exemplul Bostonului din Massachusetts arată ce este posibil cu LoRa. Orașul are mai mult de 67,000 lămpile stradale. Ele luminează străzile aglomerate, obiective istorice, și străzile principale. Cu peste 1,600 cutii de comutare și 32,000 capace de canal, menținerea acestei infrastructuri este un efort comunal considerabil – mai ales când lămpile sunt folosite intens în lunile de iarnă.
Senzori și gateway-uri LoRa
Deci, cum funcționează iluminatul inteligent într-un oraș precum Boston? Cu rețeaua LoRa, senzorii pot fi integrați în orice sistem de iluminat stradal care controlează iluminatul și colectează date de utilizare. Și tehnologia LoRa colectează datele tuturor luminilor stradale din apropiere prin alianța LoRa. Gateway-ul trimite apoi informațiile către un server cloud public sau privat, care analizează datele, controlează în cele din urmă iluminarea și generează automat avertismente despre stingerea luminilor și alte defecțiuni, dacă este necesar. Avertismente privind lămpile arse și alte defecțiuni, dacă este necesar.
Utilizatorii pot adăuga chiar și over-the-air (OTA) actualizări pentru a comuta între rețelele publice și private, dacă este necesar. Comunicarea bidirecțională a tehnologiei LoRa face acest lucru posibil. Gama de aplicații pentru tehnologia LoRa în orașele inteligente este extrem de diversă și nu se termină cu iluminatul. Tehnologia poate fi folosită în moduri diferite:
Parcare: Monitorizarea inteligentă a parcărilor afișează parcările din oraș pentru a reduce congestionarea traficului atunci când șoferii caută un loc de parcare. Studiile arată că șoferii cheltuiesc 17 ore pe an în căutarea unui loc de parcare.
Fluxul traficului: Elicopterele pentru monitorizarea traficului ar putea fi, într-o zi, de domeniul trecutului. Congestionarea traficului este o provocare majoră și deranjantă pentru locuitorii orașului. Sistemele inteligente de trafic care monitorizează atât traficul vehiculelor, cât și al pietonilor pot ghida mult mai bine mașinile și pietonii. Acest lucru se realizează folosind semafoare inteligente care înregistrează traficul și coordonează fazele luminoase. În viitor, sistemele inteligente de trafic ar putea include chiar și comunicarea între semnalele de semafor și senzorii din vehicule.
Întreținerea semafoarelor: Monitorizarea semafoarelor permite orașului / administrațiile municipale să reacționeze rapid la lămpile arse, stâlpi de lumină defecte (din cauza unui accident) sau la sisteme de semnalizare defecte. Acest lucru ajută la blocajele de trafic, posibile accidente și alte situații periculoase.
Întreținere predictivă: Sistemele inteligente de clădiri pot furniza date care utilizează un sistem de întreținere predictivă pentru a se asigura că instalațiile sunt întreținute corespunzător. Aceste sisteme pot monitoriza vibrațiile și alte condiții fizice din clădiri, poduri și monumente istorice, astfel încât administrația să poată lua măsuri înainte de a fi necesare reparații majore.
Eliminarea deșeurilor: Colectarea deșeurilor este un domeniu esențial de responsabilitate pentru administrația orașului. Prea des, in orice caz, resursele inutile sunt irosite, de exemplu. pentru a goli coșurile de gunoi pe jumătate sau puțin umplute. Este și mai rău dacă containerele de deșeuri sunt supraaglomerate din cauza lipsei de opțiuni de urmărire. Sistemele inteligente de gestionare a deșeurilor pot ajuta la identificarea nivelurilor de deșeuri din containere pentru a optimiza rutele de colectare a deșeurilor pentru a îmbunătăți eficiența, cheltuieli, si curatenie.
Poluarea fonică și a aerului: pe măsură ce tot mai mulți oameni se mută în orașe, zgomotul și poluarea aerului devin o provocare și mai mare. Monitorizarea inteligentă a zgomotului și a poluării aerului poate furniza date pentru a îmbunătăți bunăstarea cetățenilor și a arăta legăturile dintre problemele sistemice de sănătate.
LoRa și LED-uri: Un studiu de caz cu orașe-port
În 2017, Portul de agrement din Tallinn se află pe coasta de vest a Golfului Kopli, pe peninsula Kakumäe (Estonia) tehnologia LoRa testată. Portul are facilități extinse, inclusiv docuri pentru pontoane, un hotel plutitor, clădiri administrative, facilități de luat masa și o școală de navigație pentru copii, făcându-l un centru maritim modern în această regiune a Mării Baltice. Pentru a fi la curent cu cea mai recentă tehnologie de porturi, iluminatul trebuie modernizat pe lângă infrastructură.
Instalarea LoRa este testată în toate lămpile din port care pot fi controlate de la distanță printr-o rețea LoRaWAN. Controlerul lămpii este conectat la gateway-ul LoRaWAN printr-un sistem radio aparținând portului. Și alte gateway-uri din apropiere acceptă această conexiune. Platforma securizată IoT hub vizualizează datele criptate de la nodurile terminale prin backend-ul LoRaWAN.
Sistem de iluminat în rețea LoRa
Conectarea în rețea a lămpilor prin LoRa permite funcționarea autonomă cu profile de iluminare preconfigurate, astfel încât portul să înregistreze un consum mai mic de energie și să aibă o soluție rentabilă pentru sistemul de iluminat. Deși portul încă testează soluția, controlerul operat prin LoRa a arătat un control îmbunătățit în timp real și o uniformitate a luminii. Capacitatea de a monitoriza intensitatea luminii, modul de funcționare și mișcare înseamnă că lămpile acționate inutil pot fi evitate și astfel pot fi evitate costurile inutile.
Odată cu implementarea acestui nou sistem de iluminat, portul stabilește cursul spre cum ar putea arăta porturile viitoare. Securitatea nu este pusă în pericol. Pe lângă transmiterea datelor prin intermediul platformei complet securizate, Pe lângă transmiterea datelor pe o platformă complet sigură, sistemele de control al accesului permit mai multă flexibilitate și notificări în timp real, precum și avertismente despre posibile activități neautorizate. Pentru a aborda problemele de securitate, Tehnologia Semtech asigură că nimeni nu are acces la cheia rădăcină, că sistemul nu poate fi copiat, și că doar utilizatorul real are acces la datele senzorului.
Tehnologia poate rula și pe rețele private, oferind furnizorului mai mult control, vizibilitate, și securitatea datelor. Tehnologia poate fi operată și într-o rețea privată pentru a oferi furnizorilor mai mult control, vizibilitate și securitate asupra datelor. Implementarea sistemelor inteligente care automatizează și simplifică procesele de infrastructură (de exemplu. iluminat) este unul dintre primii pași către procese mai inteligente și mai fiabile în porturi.
Mai puțină întreținere datorită eficienței energetice ridicate
Rețeaua LoRa este deosebit de avantajoasă dacă valoarea adăugată a unei aplicații este crescută și investițiile în infrastructură și întreținere urmează să fie reduse. Flexibilul, tehnologia LoRa de economisire a energiei sprijină crearea de rețele publice sau private pe distanțe lungi. Imaginați-vă mii de senzori instalați în lămpile stradale și ar trebui să înlocuiți bateriile acestor senzori de mai multe ori pe an. Datorită consumului de energie extrem de scăzut al LoRa, bateriile din senzori pot permite ani de funcționare, ceea ce reduce semnificativ timpul, costuri și cheltuieli de personal pentru întreținere.
în plus, arhitectura flexibilă și scalabilă a LoRa, care se bazează pe un spectru nelicențiat, permite configurarea rapidă și ușoară a unei rețele publice sau private cu o rază lungă de acțiune – de la porturi la orașe la parcări. Senzorii pot fi instalați chiar și pe turnurile de celule existente. Acest lucru reduce investiția necesară pentru a configura o infrastructură de rețea care să suporte aplicațiile IoT.
Împreună cu senzori care oferă o rază lungă de acțiune (pâna la 50 km în zonele rurale) sau peste kilometri în zone urbane dens populate sau zone interioare, avantajul LoRa este imediat evident. Tehnologiile smart city pot oferi noi soluții pentru aplicații urbane mai inteligente și îmbunătățite. Construirea unui scalabil, flexibil, și o rețea IoT sigură pe rază lungă de acțiune poate face ca unele investiții în infrastructură să fie inutile și pot reduce costurile de întreținere. LoRa și specificația LoRaWAN sunt o bază potrivită pentru soluții de succes pentru orașe inteligente.
