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根治炸街族!基于LoRa技术搭建的物联网在城市噪音管理中的作用

更新时间:2018-12-13
摘要:

最近上海炸街族罚单 “噪音扰民”行拘15日罚款6500元的新闻可谓大快人心,每个城市都有这种以扰民为乐的炸街族,这处罚对他们是一个警示。噪音污染是城市居民长期面临的问题。最近的研究估计,大城市中十分之九的人每天暴露在噪音水平超过国际标准的环境中。噪音对健康的负面影响包括睡眠紊乱、听力丧失、认知障碍和高血压。《城市噪音条例》旨在减少噪音污染,但对噪音的评估和监察并不经常进行,主要是靠投诉所驱动。最近济南市着手建立一个低成本的声学传感器网络,以持续监测城市环境中的噪音。他们采用的是LoRa技术,利用海量的LoRa模块和少量网关和中继器搭建的系统,以极低的成本实现光学检测。

用LoRa技术检测声音

城市联盟是济南市和山东大学组建的一个研究伙伴关系,其目的是消除法律和财政上的繁文缛节,协调技术和研究,以改善城市面貌。梁振英博士是山东大学电子计算机工程系机器人和传感器网络组的负责人。他与城市联盟合作,利用Edge分析构建基于LoRa的传感器阵列来表征噪声,并基于LoRaWAN网络建立传输层。

“我们的灵感来自于对现有智能城市噪音监测应用的分析。”在北京市,他们使用WiFi和实时流媒体实现了这个目标。但成本非常高,需要大量资源来维持运转和正常运营。”梁振英说。“我们建议开发我们自己的解决方案,不需要给设备供电,只需要电池。”

梁振英的团队在项目中的第一个成果是传感器的硬件设计。他们的制造使用低功率的广域无线电收发器来实现节点和网络服务器之间的数据传输。基于LoRa的传感器采用电池供电,便于部署,低功耗,限制网络维护,在极端天气条件下连续运行可靠,具有有限的现场数据处理能力。

该团队的第二个成果是开发和测试数据分析算法,允许传感器自动检测和分类声学事件。研究人员将利用机器学习来区分建筑、交通、音乐、电钻等噪音源。

提高公民生活质量

为了测试这些创新,一些新的基于lora的传感器于2018年9月在济南泉城广场的泉动济南活动上亮相。安装在广场周围不同位置的传感器,每三分钟计算一次平均噪音水平。当噪声水平超过85dBC时,传感器通过基于lorawan的网络发送一个警告信息。未来,我们可主动向音乐会推广机构提供这些意见,以确保符合噪音管制的规定。

下一个进展是对声音进行分类,如火车、道路噪音、飙车和建筑,并在空间上随时间和地点进行关联。这些数据将有助于改善公共活动期间的噪音管理和执法,当噪音超过阈值时,将自动向规章制度的工作人员发出警报,从而节省城市的追踪声音来源的人力和资源成本。

以后那些深夜暴走族,故意制造噪音,就会受到严格的管制。