Orașele inteligente interconectate aduc vise frumoase. În astfel de orașe, tehnologiile digitale împletesc mai multe funcții civice unice pentru a îmbunătăți eficiența operațională și inteligența. Se estimează că până în 2050, 70% din populația lumii va trăi în orașe inteligente, unde viața va fi sănătoasă, fericită și sigură. În mod crucial, promite să fie verde, ultimul atu al umanității împotriva distrugerii planetei.
Dar orașele inteligente sunt o muncă grea. Noile tehnologii sunt costisitoare, guvernele locale sunt constrânse, iar politica trece la cicluri electorale scurte, ceea ce face dificilă realizarea unui model de implementare centralizată a tehnologiei extrem de operațional și eficient financiar, care este reutilizat în zonele urbane la nivel global sau național. De fapt, cele mai multe dintre orașele inteligente de top din titluri sunt de fapt doar o colecție de experimente tehnologice diferite și proiecte secundare regionale, cu puțin de așteptat să se extindă.
Să ne uităm la tomberoane și parcări, care sunt inteligente cu senzori și analize; În acest context, rentabilitatea investiției (ROI) este dificil de calculat și standardizat, mai ales atunci când agențiile guvernamentale sunt atât de fragmentate (între agențiile publice și serviciile private, precum și între orașe, orașe, regiuni și țări). Uită-te la monitorizarea calității aerului; Cum este ușor să calculezi impactul aerului curat asupra serviciilor de sănătate dintr-un oraș? În mod logic, orașele inteligente sunt greu de implementat, dar și greu de negat.
Există, totuși, o licărire de lumină în ceața schimbării digitale. Iluminatul stradal din toate serviciile municipale oferă orașelor o platformă pentru a dobândi funcții inteligente și pentru a combina mai multe aplicații pentru prima dată. Uitați-vă la diferitele proiecte de iluminat stradal inteligent implementate în San Diego în SUA și Copenhaga în Danemarca și sunt în creștere ca număr. Aceste proiecte combină rețele de senzori cu unități hardware modulare fixate pe stâlpii de lumină pentru a permite controlul de la distanță al iluminatului în sine și pentru a rula alte funcții, cum ar fi contoare de trafic, monitoare de calitate a aerului și chiar detectoare de arme.
De la înălțimea stâlpului de lumină, orașele au început să abordeze „locuibilitatea” orașului pe stradă, inclusiv fluxul de trafic și mobilitatea, zgomotul și poluarea aerului și oportunitățile de afaceri emergente. Chiar și senzorii de parcare, îngropați în mod tradițional în parcări, pot fi conectați ieftin și eficient la infrastructura de iluminat. Orașe întregi pot fi conectate în rețea și optimizate fără să dezgroape străzi sau să închirieze spațiu sau să rezolve probleme de calcul abstracte despre o viață mai sănătoasă și străzi mai sigure.
Acest lucru funcționează deoarece, în cea mai mare parte, soluțiile de iluminat inteligent nu sunt inițial calculate cu un pariu pe economiile din soluțiile inteligente. În schimb, viabilitatea revoluției digitale urbane este o consecință accidentală a dezvoltării simultane a iluminatului.
Economiile de energie din înlocuirea becurilor incandescente cu iluminare LED cu stare solidă, împreună cu sursele de alimentare ușor disponibile și infrastructura extinsă de iluminat, fac orașele inteligente fezabile.
Ritmul conversiei LED-urilor este deja plat, iar iluminatul inteligent este în plină expansiune. Aproximativ 90% din cele 363 de milioane de lumini stradale din lume vor fi iluminate cu LED-uri până în 2027, potrivit Northeast Group, un analist al infrastructurii inteligente. O treime dintre ei vor rula și aplicații inteligente, tendință care a început acum câțiva ani. Până la publicarea fondurilor substanțiale și a proiectelor, iluminatul stradal este cel mai potrivit ca infrastructură de rețea pentru diferite tehnologii digitale în orașele inteligente la scară largă.
Economisiți costul LED-ului
Conform regulilor de bază propuse de producătorii de iluminat și senzori, iluminatul inteligent poate reduce costurile administrative și de întreținere legate de infrastructură cu 50 până la 70 la sută. Dar majoritatea acestor economii (aproximativ 50 la sută, suficient pentru a face diferența) ar putea fi realizate pur și simplu prin trecerea la becuri LED eficiente din punct de vedere energetic. Restul economiilor provin din conectarea și controlul iluminatoarelor și transmiterea de informații inteligente despre modul în care funcționează acestea în rețeaua de iluminat.
Numai ajustările și observațiile centralizate pot reduce semnificativ costurile de întreținere. Există multe moduri și se completează reciproc: programare, control sezonier și ajustare a timpului; Diagnosticarea defecțiunilor și prezența camionului de întreținere redusă. Impactul crește odată cu dimensiunea rețelei de iluminat și revine în cazul ROI inițial. Piața spune că această abordare se poate amortiza în aproximativ cinci ani și are potențialul de a se amortiza în mai puțin timp prin încorporarea conceptelor de orașe inteligente „mai blânde”, cum ar fi cele cu senzori de parcare, monitoare de trafic, controlul calității aerului și detectoare de arme. .
Guidehouse Insights, un analist de piață, urmărește peste 200 de orașe pentru a măsura ritmul schimbării; Se spune că un sfert din orașe lansează scheme de iluminat inteligent. Vânzările de sisteme inteligente sunt în creștere. ABI Research calculează că veniturile globale vor crește de zece ori la 1,7 miliarde de dolari până în 2026. „Momentul becului” al Pământului este așa; Infrastructura de iluminat stradal, care este strâns legată de activitățile umane, este calea de urmat ca platformă pentru orașele inteligente într-un context mai larg. Încă din 2022, mai mult de două treimi din noile instalații de iluminat stradal vor fi legate de o platformă centrală de management pentru a integra datele de la mai mulți senzori de orașe inteligente, a spus ABI.
Adarsh Krishnan, analist principal la ABI Research, a declarat: „Există mult mai multe oportunități de afaceri pentru vânzătorii de orașe inteligente care valorifică infrastructura urbană a stâlpilor de lumină prin implementarea conectivitatii wireless, senzori de mediu și chiar camere inteligente. Provocarea este de a găsi modele de afaceri viabile care să încurajeze societatea să implementeze soluții multi-senzori la scară într-un mod rentabil.”
Întrebarea nu mai este dacă să vă conectați, ci cum și cât de mult să vă conectați în primul rând. După cum observă Krishnan, o parte din aceasta se referă la modelele de afaceri, dar banii deja curg în orașele inteligente prin privatizarea utilităților cooperative (PPP), în care companiile private își asumă riscuri financiare în schimbul succesului în capitalul de risc. Contractele „as-a-service” bazate pe abonament repartizează investițiile pe perioade de rambursare, ceea ce a stimulat și activitatea.
În schimb, farurile din Europa sunt conectate la rețele tradiționale de tip fagure (de obicei 2G până la LTE (4G)), precum și la noul dispozitiv standard HONEYCOMB Iot, LTE-M. Tehnologia proprietară ultra-narrowband (UNB) intră, de asemenea, în joc, împreună cu Zigbee, o mică extindere a Bluetooth Low-power și derivate IEEE 802.15.4.
Bluetooth Technology Alliance (SIG) pune un accent deosebit pe orașele inteligente. Grupul prezice că livrările de Bluetooth de putere redusă în orașele inteligente vor crește de cinci ori în următorii cinci ani, la 230 de milioane pe an. Cele mai multe sunt legate de urmărirea activelor în locuri publice, cum ar fi aeroporturi, stadioane, spitale, centre comerciale și muzee. Cu toate acestea, Bluetooth de putere redusă este destinat și rețelelor în aer liber. „Soluția de gestionare a activelor îmbunătățește utilizarea resurselor orașului inteligent și ajută la reducerea costurilor de operare urbane”, a spus Bluetooth Technology Alliance.
O combinație a celor două tehnici este mai bună!
Fiecare tehnologie are însă controversele ei, dintre care unele au fost rezolvate în dezbatere. De exemplu, UNB propune limite mai stricte privind sarcina utilă și programele de livrare, excluzând suportul paralel pentru aplicații cu senzori multipli sau pentru aplicații precum camerele care necesită acest lucru. Tehnologia cu rază scurtă de acțiune este mai ieftină și oferă un randament mai mare pentru dezvoltarea setărilor de iluminare ca platformă. Foarte important, ele pot juca, de asemenea, un rol de rezervă în cazul deconectării semnalului WAN și oferă tehnicienilor un mijloc de a citi senzorii direct pentru depanare și diagnosticare. Bluetooth de putere redusă, de exemplu, funcționează cu aproape fiecare smartphone de pe piață.
Deși o rețea mai densă poate spori robustețea, arhitectura sa devine complexă și solicită mai multă energie senzorilor interconectați punct la punct. Gama de transmisie este, de asemenea, problematică; Acoperirea folosind Zigbee și Bluetooth Low-power este de cel mult câteva sute de metri. Deși o varietate de tehnologii cu rază scurtă de acțiune sunt competitive și potrivite pentru senzorii bazați pe rețea, la nivelul întregii vecine, acestea sunt rețele închise care necesită, în cele din urmă, utilizarea de gateway-uri pentru a transmite semnale înapoi în cloud.
O conexiune de tip fagure este de obicei adăugată la sfârșit. Tendința vânzătorilor de iluminat inteligent este să folosească conectivitate tip fagure de la punct la nor pentru a oferi o acoperire a dispozitivelor cu senzori sau gateway la o distanță de 5 până la 15 km. Tehnologia Beehive aduce o rază mare de transmisie și simplitate; De asemenea, oferă o rețea standard și un nivel mai ridicat de securitate, potrivit comunității Hive.
Neill Young, șeful Internet of Things Vertical la GSMA, un organism al industriei care reprezintă operatorii de rețele mobile, a declarat: „Operatorii de acțiune... au întreaga acoperire a întregii zone, prin urmare nu necesită infrastructură suplimentară pentru conectarea dispozitivelor de iluminat urban și a senzorilor. . În rețeaua de tip fagure cu spectru licențiat are siguranță și fiabilitate, înseamnă că operatorul are cele mai bune condiții, poate suporta un număr mare de necesități, o durată de viață mult mai lungă a bateriei și întreținere minimă și distanță mare de transmisie a echipamentelor low-cost.”
Dintre toate tehnologiile de conectivitate disponibile, HONEYCOMB va avea cea mai mare creștere în următorii ani, potrivit ABI. Buletul despre rețelele 5G și lupta pentru a găzdui infrastructura 5G i-au determinat pe operatorii să apuce stâlpul de lumină și să umple mici unități de tip fagure în mediile urbane. În Statele Unite, Las Vegas și Sacramento implementează LTE și 5G, precum și senzori pentru orașe inteligente, pe luminile stradale prin intermediul operatorilor AT&T și Verizon. Hong Kong tocmai a dezvăluit un plan de instalare a 400 de lampadare compatibile 5G, ca parte a inițiativei sale de oraș inteligent.
Integrare strânsă a hardware-ului
Nielsen a adăugat: „Nordic oferă produse multi-moduri cu rază scurtă și lungă de acțiune, cu SoC-ul său nRF52840 care acceptă Bluetooth de putere redusă, Bluetooth Mesh și Zigbee, precum și sisteme Thread și brevetate de 2,4 GHz. NRF9160 SiP bazat pe Honeycomb de la Nordic oferă atât suport LTE-M, cât și NB-iot. Combinația celor două tehnologii aduce avantaje de performanță și cost.”
Separarea frecvenței permite acestor sisteme să coexiste, primul rulând în banda de 2,4 GHz fără permisiuni, iar cel din urmă rulând oriunde este LTE. La frecvențe mai mici și mai mari, există un compromis între o acoperire mai largă și o capacitate de transmisie mai mare. Dar în platformele de iluminat, tehnologia fără fir cu rază scurtă este de obicei folosită pentru interconectarea senzorilor, puterea de calcul de margine este utilizată pentru observare și analiză, iar iotul de tip fagure este folosit pentru a trimite date înapoi în cloud, precum și controlul senzorilor pentru niveluri mai ridicate de întreținere.
Până acum, perechea de radiouri cu rază scurtă și rază lungă de acțiune au fost adăugate separat, nu încorporate în același cip de siliciu. În unele cazuri, componentele sunt separate, deoarece defecțiunile iluminatorului, senzorului și radioului sunt toate diferite. Cu toate acestea, integrarea radiourilor duale într-un singur sistem va duce la o integrare mai strânsă a tehnologiei și la costuri mai mici de achiziție, care sunt considerații cheie pentru orașele inteligente.
Nordic crede că piața se mișcă în această direcție. Compania a integrat tehnologii de conectivitate IoT wireless și tip fagure de rază scurtă în hardware și software la nivel de dezvoltator, astfel încât producătorii de soluții să poată rula perechea simultan în aplicații de testare. Placa Nordic DK pentru nRF9160 SiP a fost concepută pentru ca dezvoltatorii să „își facă aplicațiile Honeycomb iot să funcționeze”; Nordic Thingy:91 a fost descrisă ca o „poartă de acces completă” care poate fi folosită ca platformă de prototipare standard sau ca dovadă de concept pentru proiectele timpurii de produse.
Ambele au tip fagure multimod nRF9160 SiP și SoC multi-protocol cu rază scurtă de acțiune nRF52840. Sistemele încorporate care combină cele două tehnologii pentru implementări IoT comerciale sunt la doar „luni” distanță de comercializare, potrivit Nordic.
Nordic Nielsen a spus: „platforma de iluminare inteligentă a orașului a fost creată toate aceste tehnologii de conectare; Piața este foarte clar cum să le combinăm împreună, am oferit soluții pentru placa de dezvoltare a producătorilor, pentru a testa modul în care lucrează împreună. Acestea sunt combinate în soluții de afaceri este imperativ, într-o chestiune de timp.”
Ora postării: 29-mar-2022