疫情期間，為減輕新冠肺炎最不利的影響而推行了居家文化，從而減少了交通擁堵，城市空氣質量也得到了改善。美國國家經濟研究局的一份報告顯示，由于美國城市無車上路而減少了空氣污染，使全國哮喘、肺病和心臟病等空氣質量相關疾病下降了約25%。

但是沒有什么好沾沾自喜的， 隨著后疫情時代的來臨，各城市恢復開放，擁堵正在卷土重來。伴隨而來的是，有害尾氣（包括直徑小于等于2.5μm的致命大氣顆粒物 (PM)）的不斷排出。這種“PM2.5”污染會深入肺部，被認為是對健康危害最大的污染物。

貧困人口受全球問題或不良空氣質量的影響最大。例如，印度孟買由于車輛維護不善，交通擁堵嚴重，空氣質量之差往往令人震驚。據《印度時報》報道，孟買在全球859個城市中污染程度排名第63位，是第四大污染最嚴重的“特大城市”。據該報報道，按照聯合國 (UN) 每天生活費低于1.90美元的貧困線定義，這座城市是一個有20%人口生活在貧困線以下的大都市。

迅速成熟的物聯網 (IoT) 為發達國家和發展中國家的不良空氣質量提供了長期解決方案。通過廣泛部署借助LoRaWAN?等低功耗無線局域網 (LPWAN) 以無線方式連接到物聯網 (IoT) 的商用空氣質量傳感器，有望生成細粒度數據以幫助城市規劃人員應對大氣污染挑戰。

采取行動保護弱勢群體

孟買并不是一個特例。聯合國表示，在全球范圍內，有超過10億城市居民生活在貧民窟中，他們經受著不良空氣質量的嚴重影響。據世界衛生組織 (WHO) 數據顯示，空氣污染是導致非傳染性疾病的主要原因，大約24%的成人死于心臟病，25%死于中風，43%死于慢性阻塞性肺疾病，29%死于肺癌。

聯合國意識到，我們需要采取緊急行動來改善這一高危人群的生活質量和安全問題。2015年，聯合國成員國通過了《2030年可持續發展議程》。《議程》由17個可持續發展目標 (SDG) 組成，其中一個目標就是建設安全、有抵御災害能力的可持續城市， 并承諾改善空氣質量。

物聯網技術提供商將全力支持此聯合國議程。這其中就包括LoRa聯盟，這是一個開放的非營利性協會，其成員密切合作以推動LoRaWAN協議的成功。聯盟成員以“LoRaWAN for Good”為前提，正在積極制定多項緩解空氣污染的舉措。

物聯網將低成本小型無線傳感器通過LoRaWAN連接到云端，以快速生成、整理和分析傳感器數據，讓城市規劃人員能夠利用大數據來改善空氣污染控制措施。這些系統包括以下元素：

無線空氣質量傳感器，用于實時監測和報告污染水平

LoRaWAN連接，將數據從短程無線傳感器網絡傳輸到云端

云服務器，能夠分析來自數萬個無線傳感器的連續數據流

預測算法，用于建議為防止空氣污染達到危險水平而需要采取的措施

無線空氣質量傳感器可以“調整”為重點檢測廢氣中普遍存在的二氧化氮 (NO2) 和一氧化碳 (CO)，從而讓用戶了解車輛造成的空氣污染整體情況。由于這些PM2.5傳感器和氣體傳感器價格便宜并且不引人注目，因此它們可以廣泛部署在整個城市以監測空氣污染。

支持LoRaWAN的終端設備被整合到這些無線空氣質量傳感器網絡中，進而再連接到LoRaWAN網關網絡。借助于電池續航可達十年的電池供電終端設備，這類網絡可以在城市地區實現5km的傳輸距離，在農村空曠環境下可達到15km。因此，LoRaWAN可以提供一個主干網，在城市任何區域快速、廉價地部署無線傳感器網絡。

可靠基礎設施的重要性

為確保長期的可靠性，LoRaWAN必須使用工業級設備構建。因此，網關成為了通信鏈條中的關鍵環節，而且市面上已經有了許多經過驗證的工業化選項。Advantech的WISE-6610工業級LoRaWAN網關就是一個例子，它確保了為工業環境提供可靠的LoRaWAN連接。Advantech網關支持私有和公共LoRaWAN網絡，并支持MQTT協議，這是一個輕量級網絡協議，構成了互聯網協議 (IP) 套件的 一部分。

WISE-6610網關的硬件和軟件靈活性支持邊緣計算系統，其冗余增強功能可防止連接丟失。此外，為安全通信而創建的VPN隧道以及可以本地加密和轉換LoRaWAN數據的網絡服務器能夠支持高級別的安全性。其他特性包括868至915MHz頻率范圍、9至36VDC電源輸入范圍、DIN導軌或壁式安裝以及IP30外殼防護等級。

數據由LoRaWAN網關發送到云端后，就可以對其進行整理和分析，讓我們近乎實時地詳細了解城市空氣污染變化情況。隨著歷史數據庫規模的不斷擴大，可以借助于算法通過引用過去的事件來準確預測未來將如何發展，從而使相關機構能夠在需要時采取預防措施。有了這些信息，相關人員就可以采取一些必要措施并進行主動干預，比如管制交通流量、暫時降低環保車輛的道路通行費，以及通過蜂窩網絡或互聯網迅速建議公民避開可能很快變得危險的區域。

邁向可持續發展目標

柴油和汽油車在城市中隨處可見，因此尾氣排放的PM2.5對人類健康是一種潛在的危害。一線城市正面臨著呼吸系統疾病導致的生產力下降和衛生系統負荷增加，因此開始轉向借助于物聯網和LoRaWAN來解決傳統監測系統的弱點。無線傳感器網絡近乎實時地連續生成準確的數據流，使規劃者能夠做出明智的決定，例如在條件特別惡劣的時候進行交通管制以減少污染。

隨著由全市LoRaWAN基礎設施支持的下一代無線傳感器網絡的推出，我們正大步邁向聯合國提出的第十一個可持續發展目標，即建設安全、有抵御災害能力的可持續城市。此外，這也是如何充分利用LoRa技術的完美實例。

要點

汽車尾氣排放的空氣懸浮顆粒物損害著所有城市居民的健康，對低收入人群的影響尤為嚴重。

這是因為現有污染控制措施不夠健全，收效甚微。

而由LoRaWAN基礎設施支持的無線空氣質量傳感器可提供快速、細粒度的數據，能夠應對高顆粒物污染的長期和瞬態事件。

我們要充分利用LoRaWAN，以助力實現聯合國提出的第十一個可持續發展目標，即建設安全、有抵御災害能力的可持續城市。

審核編輯：郭婷