智慧城市是提高公民生活质量和减少碳排放的关键。监测电力、空气和水质以及运输需要在坚固、经济高效的网络中使用可靠的低成本传感器。
公共事业运营商是物联网 (IoT) 技术的早期采用者，这些城市需要提高可持续性并改善市民和游客的生活质量。物联网传感器网络的最大机遇之一是提高效率和更好地管理自然资源。
了解与天气相关的条件（例如雨量和水位）如何实时变化有助于更快地准备和应对潜在危险，从而更好地保护基础设施和社区。连接的传感器支持这种数据捕获，高级分析揭示关键见解，并且远程连接非常重要，因为传感器处于户外和恶劣环境中。
低功耗传感器和网络由电池或太阳能电池供电的低功率无线传感器可以为此类物联网网络提供关键数据，无论是供水、电力、智能建筑还是物流。电池支持的传感器可以放置在许多位置以提供尽可能多的数据，LPWAN 提供具有数十年电池寿命的长距离链路，通过避免定期更换电池周期的需要，最大限度地降低部署监控网络的成本。
所有这些数据都可以被提取到机器学习数据库中，这些数据库可以识别模式，突出可能即将发生故障的设备，并允许更准确地提供资源。这是优化利用日益稀缺的资源和提高城市公民生活质量的基本要素。
事实上，根据世界经济论坛和物联网分析联合报告，目前 84% 的物联网部署正在解决联合国定义的可持续发展目标 (SDG) 目标。
这些传感器网络以几种不同的方式在智慧城市的许多地方提供这种可操作的数据。早期的实施已经看到用于智能路灯、空气质量传感器和交通监控的 sub-GHz 网络。
所有这些数据都可以被提取到机器学习数据库中，这些数据库可以识别模式，突出可能即将发生故障的设备，并允许更准确地提供资源。
LPWAN 网络的长距离和低功耗允许将传感器放置在最有意义的位置以提供必要的数据，而不是根据可用功率或连接性放置。这些传感器链接到网关，网关将数据反馈到企业软件系统中以进行实时监控。
网络的范围和强大的设计意味着只需要几个网关即可覆盖一个城市，这些网关可以由市政府、LPWAN 网络运营商甚至拥有宽带连接的公民在方便的位置快速轻松地推出。网关。
随着城市努力变得更加可持续，公共照明基础设施提供了一个机会，通过基于云的监控和管理以及与智能计量等其他城市物联网功能的集成来提高能源效率。
智能建筑智能建筑中的传感器可以提供更多关于哪里需要资源的数据。城市需要优化资源的使用，因为它们通常消耗最多的能源并产生最多的废物。配电网难以平衡生产与消费。从 LPWAN 网络提供高度准确的实时数据使提供商能够采取更灵活和敏捷的管理方法，将关键决策基于可操作的数据。
使用 sub-GHz LPWAN 网络可提高室内渗透率，允许传感器监控房间占用率，并允许建筑系统管理温度、湿度和照明，从而最有效地利用资源。
从 LPWAN 网络提供高度准确的实时数据，使供应商能够采取更灵活、更敏捷的管理方法，将关键决策基于可操作的数据。
通过在欧洲以 868MHz 或在美国以 912MHz 运行的低功率链路，这些传感器甚至可以自供电，从建筑物中收集光能或热能。
还有一种趋势是使用 2.4GHz 频段，该频段也被 wifi 和 Zigbee（或现在称为 Matter）等其他协议占用。使用来自 LPWAN 网络的坚固协议以及来自世界任何地方的单一 2.4GHz 设计带来的规模经济，可以为使用电池支持传感器的智能建筑提供成本更低、更可靠的监控网络。
智能家居网络智能建筑 LPWAN 技术也正在进入家庭。虽然 wifi 和蓝牙是主要的智能家居技术，但 LPWAN 技术也用于为各种智能设备提供可靠的监控和设置。例如，借助智能扬声器中的 LPWAN 技术，可以轻松地将智能设备添加到家庭网络中。
这种能力正在以多种方式进一步扩展。将智能扬声器用作具有远距离的 LPWAN 网关，可以获取来自相邻传感器的数据，从而对局部区域进行更多分析。
虽然 wifi 和蓝牙是主要的智能家居技术，但 LPWAN 技术也用于提供可靠的监控。
例如，Amazon的Sidewalk项目就是这样做的，它在城市周围提供了一个智能扬声器网络，充当从人行道及其他地方收集数据的网关。
提供相同功能的对等网络也在出现。通过正确的网络架构和激励措施，还可以向邻居和地方当局提供在房屋中设置的用于收集传感器和安全数据的网关，以提供安全的数据收集服务。
供应链管理和物流智能传感器网络也可用于整个物流链，跟踪从工厂到智慧城市再到零售的产品。借助标准化的 LPWAN 技术，用于在设备通过生产线时跟踪设备的相同低成本传感器可用于在设备运送到在线分销仓库或商店并运送到客户时安全地跟踪设备。
来自传感器的数据甚至可用于设置智能家居中的设备并设置任何保修或担保安排。
物联网分析和连接技术的结合将加速智能决策并提高整体响应时间，以优化资源和应对自然灾害。
如果设备在运输途中或从仓库、商店或家中被盗，LPWAN 传感器可以提供位置，甚至可能禁用操作，阻止盗窃并减少浪费。凭借低功耗运行，微型纽扣电池可提供多年的这种能力。
虽然这些跟踪传感器可以利用国家 LPWAN 网络，但它们越来越多地利用智能家居网络来提供位置数据。智慧城市中的邻里网络可以获取来自一个单元的跟踪数据，以在交付期间和其他时间（如有必要）以最低成本提供实时更新。
实现 LPWAN 的价值对于智慧城市来说，低功耗、远程无线网络的价值才刚刚实现。低功耗、有电池支持或无电池的传感器可以提供对基础设施的实时监控，提供优化整个城市稀缺资源所需的数据，减少浪费并节省成本。
物联网分析和连接技术的结合将加速智能决策并提高整体响应时间，以优化资源和应对自然灾害。
虽然这些网络的基础设施已经在全国范围内推出，但通过新兴的商业和点对点服务在智能家居中本地实施也有趋势。
这些是通过 sub-GHz 网络的远程功能实现的，为本地传感器提供连接并跟踪整个智慧城市的供应链管理，而 2.4GHz 版本有助于监控和优化智能建筑的使用。
本文作者：Alistair Fulton：Semtech 无线和传感产品集团副总裁兼总经理
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