34、LoRaWAN在智慧城市中的应用：校园部署实验研究

LoRaWAN在智慧城市中的应用：校园部署实验研究

1. 引言

随着城市化进程的加速，预计到2050年，全球68%的人口将居住在城市地区。为应对城市化挑战，许多国家采用智慧城市方法，将网络物理系统技术与城市基础设施相结合，以可持续的方式提高生活质量。政府机构和市政当局部署广域网络基础设施，收集和分析数据，以提供智能能源、智能交通、智能医疗、智能水管理、智能废物管理和智能治理等高级应用。

LoRa技术是实现智慧城市解决方案的关键技术之一。2012年，Semtech推出了LoRa（无线电技术）和LoRaWAN（底层网络协议），解决了长距离和低功耗通信的问题。LoRa工作在亚GHz频段（433 - 1000 MHz），采用专有的啁啾扩频（CSS）调制技术，最大链路预算为157 dB，灵敏度高达 -137 dBm，信号能够穿透建筑物，即使在严重衰落和劣化的情况下也能被解调。这使得只需较少的基站/网关就能接收信号，并使用较小的天线。

LoRa的一个主要优势是易于部署运营网络，通过轻松接入终端节点、LoRa网关并建立与网络服务器的连接。这使得像The Things Network这样的公共聚合器能够在城市中覆盖大片城市环境，为开发者提供公共可访问的无线电网络，使他们能够更专注于应用开发。与其他多跳网状网络（如IEEE 802.15.4，2.4 GHz）相比，LoRa在校园规模部署中具有明显优势，网状网络的高电池消耗和短距离是其在校园部署中的限制因素。

然而，在部署覆盖整个城市的大规模物联网（IoT）网络时，由于缺乏视线（LoS）通信，特别是在植被茂密和建筑物分散的环境中，LoRa的无线电传播面临挑战。下面将介绍在印度科学研究所（IISc）校园进行的实验，以研究LoRa在类