Med seboj povezana pametna mesta prinašajo lepe sanje.V takih mestih digitalne tehnologije združujejo številne edinstvene državljanske funkcije za izboljšanje operativne učinkovitosti in inteligence.Ocenjuje se, da bo do leta 2050 70 % svetovnega prebivalstva živelo v pametnih mestih, kjer bo življenje zdravo, srečno in varno.Bistveno je, da obljublja, da bo zelena, zadnji adut človeštva proti uničenju planeta.
Toda pametna mesta so težko delo.Nove tehnologije so drage, lokalne oblasti so omejene, politika pa se preusmerja k kratkim volilnim ciklom, zaradi česar je težko doseči zelo operativen in finančno učinkovit centraliziran model uvajanja tehnologije, ki se ponovno uporablja v mestnih območjih na svetovni ali nacionalni ravni.Pravzaprav je večina vodilnih pametnih mest na naslovnicah v resnici samo zbirka različnih tehnoloških eksperimentov in regionalnih stranskih projektov, z malo možnosti za širitev.
Poglejmo smetnjake in parkirišča, ki so pametni s senzorji in analitiko;V tem kontekstu je donosnost naložbe (ROI) težko izračunati in standardizirati, zlasti če so vladne agencije tako razdrobljene (med javnimi agencijami in zasebnimi storitvami, pa tudi med kraji, mesti, regijami in državami).Poglejte spremljanje kakovosti zraka;Kako enostavno izračunati vpliv čistega zraka na zdravstvene storitve v mestu?Logično je, da je pametna mesta težko uvesti, a tudi težko zanikati.
Vendar pa obstaja kanček svetlobe v megli digitalnih sprememb.Ulična razsvetljava v vseh občinskih službah ponuja mestom platformo za pridobivanje pametnih funkcij in prvič združevanje več aplikacij.Poglejte različne projekte pametne ulične razsvetljave, ki se izvajajo v San Diegu v ZDA in Kopenhagnu na Danskem, in njihovo število narašča.Ti projekti združujejo nize senzorjev z modularnimi strojnimi enotami, pritrjenimi na svetlobne drogove, da omogočijo daljinski nadzor same razsvetljave in zagon drugih funkcij, kot so števci prometa, monitorji kakovosti zraka in celo detektorji strelnega orožja.
Z višine svetlobnega droga so se mesta začela ukvarjati z »življenjsko sposobnostjo« mesta na ulici, vključno s pretokom prometa in mobilnostjo, hrupom in onesnaženostjo zraka ter nastajajočimi poslovnimi priložnostmi.Tudi parkirne senzorje, ki so tradicionalno zakopani na parkiriščih, je mogoče poceni in učinkovito povezati s svetlobno infrastrukturo.Cela mesta se lahko nenadoma povežejo v omrežje in optimizirajo brez razkopavanja ulic ali najemanja prostora ali reševanja abstraktnih računalniških problemov o bolj zdravem življenju in varnejših ulicah.
To deluje, ker večinoma rešitve pametne razsvetljave niso prvotno izračunane s stavo na prihranke zaradi pametnih rešitev.Namesto tega je sposobnost preživetja urbane digitalne revolucije naključna posledica hkratnega razvoja razsvetljave.
Prihranki energije zaradi zamenjave žarnic z žarilno nitko s polprevodniškimi LED-razsvetljavami, skupaj z lahko dostopnimi napajalniki in obsežno infrastrukturo razsvetljave, omogočajo izvedljivost pametnih mest.
Hitrost pretvorbe LED je že nespremenjena, pametna razsvetljava pa je v razcvetu.Približno 90 % od 363 milijonov uličnih svetilk na svetu bo do leta 2027 osvetljenih z LED diodami, pravi Northeast Group, analitik pametne infrastrukture.Tretjina jih bo poganjala tudi pametne aplikacije, trend, ki se je začel pred nekaj leti.Dokler ne bodo objavljena znatna sredstva in načrti, je ulična razsvetljava najprimernejša kot omrežna infrastruktura za različne digitalne tehnologije v velikih pametnih mestih.
Prihranite stroške LED
V skladu s pravili, ki jih predlagajo proizvajalci razsvetljave in senzorjev, lahko pametna razsvetljava zmanjša upravne stroške in stroške vzdrževanja, povezane z infrastrukturo, za 50 do 70 odstotkov.Toda večino teh prihrankov (približno 50 odstotkov, kar je dovolj za razliko) bi lahko dosegli preprosto s prehodom na energetsko učinkovite LED žarnice.Preostali del prihrankov izvira iz povezovanja in krmiljenja osvetljevalcev ter prenosa inteligentnih informacij o njihovem delovanju po omrežju razsvetljave.
Samo centralizirane prilagoditve in opazovanja lahko bistveno zmanjšajo stroške vzdrževanja.Načinov je veliko in se dopolnjujejo: načrtovanje, sezonski nadzor in prilagajanje časa;Diagnoza napak in zmanjšana prisotnost tovornjaka pri vzdrževanju.Vpliv se poveča z velikostjo omrežja razsvetljave in se vrne nazaj v začetni primer ROI.Trg pravi, da se lahko ta pristop povrne v približno petih letih in ima potencial, da se povrne v krajšem času z vključitvijo "mehkejših" konceptov pametnih mest, kot so tisti s parkirnimi senzorji, nadzorniki prometa, nadzorom kakovosti zraka in detektorji strelnega orožja. .
Guidehouse Insights, tržni analitik, spremlja več kot 200 mest, da bi ocenil hitrost sprememb;Pravi, da četrtina mest uvaja sheme pametne razsvetljave.Prodaja pametnih sistemov strmo narašča.ABI Research izračunava, da se bodo svetovni prihodki desetkrat povečali na 1,7 milijarde dolarjev do leta 2026. Zemljin »trenutek žarnice« je takšen;Infrastruktura ulične razsvetljave, ki je tesno povezana s človekovimi dejavnostmi, je pot naprej kot platforma za pametna mesta v širšem kontekstu.Že leta 2022 bo več kot dve tretjini novih instalacij ulične razsvetljave povezanih s centralno platformo za upravljanje za integracijo podatkov iz več senzorjev pametnega mesta, so sporočili iz ABI.
Adarsh Krishnan, glavni analitik pri ABI Research, je dejal: »Obstaja veliko več poslovnih priložnosti za prodajalce pametnih mest, ki izkoriščajo infrastrukturo mestnih svetlobnih stebrov z uporabo brezžične povezljivosti, okoljskih senzorjev in celo pametnih kamer.Izziv je najti uspešne poslovne modele, ki spodbujajo družbo k uvajanju rešitev z več senzorji v velikem obsegu na stroškovno učinkovit način.«
Vprašanje ni več, ali se povezovati, ampak kako in koliko sploh povezovati.Kot opaža Krishnan, gre delno za poslovne modele, vendar denar že teče v pametna mesta prek kooperativne komunalne privatizacije (JPP), kjer zasebna podjetja prevzamejo finančno tveganje v zameno za uspeh v tveganem kapitalu.Naročniške pogodbe »kot storitev« so naložbe razpršile v vračilnih obdobjih, kar je tudi spodbudilo dejavnost.
V nasprotju s tem se ulične svetilke v Evropi povezujejo s tradicionalnimi satnimi omrežji (običajno 2G do LTE (4G)) ter z novo standardno napravo HONEYCOMB Iot, LTE-M.V igro prihaja tudi lastniška ultraozkopasovna (UNB) tehnologija, skupaj z Zigbee, majhno različico Bluetootha z nizko porabo energije in izpeljankami IEEE 802.15.4.
Bluetooth Technology Alliance (SIG) daje poseben poudarek pametnim mestom.Skupina napoveduje, da se bodo pošiljke Bluetooth z nizko porabo energije v pametnih mestih v naslednjih petih letih povečale za petkrat, na 230 milijonov na leto.Večina jih je povezanih s sledenjem premoženja na javnih mestih, kot so letališča, stadioni, bolnišnice, nakupovalna središča in muzeji.Vendar pa je nizkoenergijski Bluetooth namenjen tudi zunanjim omrežjem."Rešitev za upravljanje premoženja izboljšuje uporabo virov pametnega mesta in pomaga zmanjšati mestne operativne stroške," je dejal Bluetooth Technology Alliance.
Kombinacija obeh tehnik je boljša!
Vsaka tehnologija ima svoje spore, ki pa so bili nekateri rešeni v razpravi.UNB na primer predlaga strožje omejitve tovora in razporedov dostave, pri čemer izključuje vzporedno podporo za aplikacije z več senzorji ali za aplikacije, kot so kamere, ki to potrebujejo.Tehnologija kratkega dosega je cenejša in zagotavlja večji pretok za razvoj nastavitev osvetlitve kot platforme.Pomembno je, da lahko igrajo tudi rezervno vlogo v primeru prekinitve signala WAN in tehnikom zagotovijo sredstvo za neposredno branje senzorjev za odpravljanje napak in diagnostiko.Bluetooth z nizko porabo energije na primer deluje s skoraj vsakim pametnim telefonom na trgu.
Čeprav lahko gostejše omrežje poveča robustnost, postane njegova arhitektura zapletena in postavlja višje energetske zahteve za medsebojno povezane senzorje od točke do točke.Težaven je tudi obseg prenosa;Pokritost z uporabo Zigbee in Low-power Bluetooth je le nekaj sto metrov.Čeprav so različne tehnologije kratkega dosega konkurenčne in zelo primerne za sosednje senzorje, ki temeljijo na omrežju, so to zaprta omrežja, ki na koncu zahtevajo uporabo prehodov za prenos signalov nazaj v oblak.
Običajno je na koncu dodana povezava v satju.Trend prodajalcev pametne razsvetljave je uporaba povezljivosti točka-oblak v obliki satja za zagotavljanje 5 do 15 km razdalje prehoda ali pokritosti senzorske naprave.Beehive tehnologija prinaša velik domet prenosa in preprostost;Po mnenju skupnosti Hive zagotavlja tudi standardno mreženje in višjo raven varnosti.
Neill Young, vodja vertikalnega interneta stvari pri GSMA, industrijskem organu, ki zastopa operaterje mobilnih omrežij, je dejal: »Action operaterji … imajo celotno pokritost celotnega območja, zato ne potrebujejo dodatne infrastrukture za povezavo naprav za mestno razsvetljavo in senzorjev. .V licenčnem spektru ima satasto omrežje varnost in zanesljivost, kar pomeni, da ima operater najboljše pogoje, lahko podpira veliko število potreb, veliko daljšo življenjsko dobo baterije in minimalno vzdrževanje ter dolgo razdaljo prenosa nizkocenovne opreme.«
Od vseh razpoložljivih tehnologij povezljivosti bo HONEYCOMB v prihodnjih letih dosegel največjo rast, pravi ABI.Hrup o omrežjih 5G in prizadevanje za gostovanje infrastrukture 5G je spodbudilo operaterje, da zgrabijo svetlobni drog in napolnijo majhne enote satja v urbanih okoljih.V Združenih državah Las Vegas in Sacramento uvajata LTE in 5G ter pametne mestne senzorje na ulične luči prek operaterjev AT&T in Verizon.Hongkong je pravkar razkril načrt za namestitev 400 svetilk, ki podpirajo 5G, kot del svoje pobude pametnega mesta.
Tesna integracija strojne opreme
Nielsen je dodal: »Nordic ponuja večnačinske izdelke kratkega in dolgega dosega, s svojim nRF52840 SoC, ki podpira Bluetooth z nizko porabo energije, Bluetooth Mesh in Zigbee, kot tudi Thread in lastniške sisteme 2,4 GHz.Nordic nRF9160 SiP na osnovi satja ponuja podporo za LTE-M in NB-iot.Kombinacija obeh tehnologij prinaša učinkovitost in stroškovne prednosti.”
Frekvenčno ločevanje omogoča soobstoj teh sistemov, pri čemer prvi deluje v pasu 2,4 GHz brez dovoljenj, drugi pa povsod, kjer se nahaja LTE.Pri nižjih in višjih frekvencah obstaja kompromis med širšo pokritostjo območja in večjo zmogljivostjo prenosa.Toda v platformah za razsvetljavo se brezžična tehnologija kratkega dosega običajno uporablja za medsebojno povezovanje senzorjev, robna računalniška moč se uporablja za opazovanje in analizo, satovje pa se uporablja za pošiljanje podatkov nazaj v oblak, kot tudi za nadzor senzorjev za višje ravni vzdrževanja.
Doslej je bil par radijskih postaj kratkega in dolgega dosega dodan ločeno in ni bil vgrajen v isti silikonski čip.V nekaterih primerih so komponente ločene, ker so okvare osvetljevalnika, senzorja in radia različne.Vendar pa bo integracija dvojnih radijskih sprejemnikov v en sam sistem povzročila tesnejšo tehnološko integracijo in nižje stroške nabave, kar je ključnega pomena za pametna mesta.
Nordic meni, da se trg premika v to smer.Podjetje je v strojno in programsko opremo na ravni razvijalcev integriralo brezžične in satjaste IoT povezljive tehnologije kratkega dosega, tako da lahko proizvajalci rešitev hkrati izvajajo par v testnih aplikacijah.Nordic-ova plošča DK za nRF9160 SiP je bila zasnovana za razvijalce, da »poskrbijo, da njihove aplikacije Honeycomb iot delujejo«;Nordic Thingy:91 je bil opisan kot "popoln že pripravljen prehod", ki se lahko uporablja kot gotova platforma za izdelavo prototipov ali dokaz koncepta za zgodnje zasnove izdelkov.
Oba imata večnačinovni satovji nRF9160 SiP in večprotokolni kratki doseg nRF52840 SoC.Nordic pravi, da so vgrajeni sistemi, ki združujejo obe tehnologiji za komercialne uvedbe interneta stvari, le še »meseci« oddaljeni od komercializacije.
Nordic Nielsen je dejal: »Platforma za pametno mestno razsvetljavo je vzpostavila vse te povezovalne tehnologije;trgu je zelo jasno, kako jih združiti skupaj, zagotovili smo rešitve za razvojne plošče proizvajalcev, da preizkusimo, kako delujejo skupaj.Njihova povezava v poslovne rešitve je nujna, le v kratkem času.«
Čas objave: 29. marec 2022