Az összekapcsolt intelligens városok gyönyörű álmokat hoznak. Az ilyen városokban a digitális technológiák több egyedi polgári funkciót egyesítenek a működési hatékonyság és az intelligencia javítása érdekében. Becslések szerint 2050-re a világ lakosságának 70%-a okosvárosokban fog élni, ahol az élet egészséges, boldog és biztonságos lesz. Lényeges, hogy zöldnek ígérkezik, az emberiség utolsó ütőkártyája a bolygó elpusztítása ellen.
De az okos városok kemény munka. Az új technológiák drágák, a helyi önkormányzatok korlátozottak, a politika pedig a rövid választási ciklusok felé tolódik el, ami megnehezíti egy rendkívül operatív és pénzügyileg hatékony központosított technológiai bevezetési modell megvalósítását, amelyet a városi területeken globálisan vagy nemzeti szinten újra felhasználnak. Valójában a legtöbb vezető intelligens város a címszavakban valójában csak különböző technológiai kísérletek és regionális mellékprojektek gyűjteménye, alig várjuk a bővülést.
Nézzük a szemeteskukákat és a parkolókat, amelyek okosak az érzékelőkkel és az elemzésekkel; Ebben az összefüggésben a beruházás megtérülését (ROI) nehéz kiszámítani és szabványosítani, különösen akkor, ha a kormányzati szervek ennyire széttagolódtak (az állami szervek és a magánszolgáltatások, valamint a városok, városok, régiók és országok között). Nézze meg a levegőminőség ellenőrzését; Hogyan lehet könnyen kiszámítani a tiszta levegő hatását az egészségügyi szolgáltatásokra egy városban? Logikusan az intelligens városokat nehéz megvalósítani, de nehéz tagadni is.
A digitális változás ködében azonban van egy kis fény. Az összes önkormányzati szolgáltatásban az utcai világítás platformot biztosít a városok számára, hogy intelligens funkciókat szerezzenek, és először kombinálhassanak több alkalmazást. Nézze meg a különböző intelligens közvilágítási projekteket, amelyeket az Egyesült Államokban San Diegóban és a dán Koppenhágában hajtanak végre, és ezek száma egyre növekszik. Ezek a projektek érzékelők tömbjeit kombinálják a villanyoszlopokhoz rögzített moduláris hardveregységekkel, amelyek lehetővé teszik magának a világításnak a távvezérlését és egyéb funkciók, például forgalomszámlálók, levegőminőség-figyelők és még fegyverdetektorok működtetését is.
A városok a villanyoszlop magasságától kezdődően foglalkozni kezdtek a város utcai „élhetőségével”, ideértve a forgalom áramlását és a mobilitást, a zaj- és légszennyezést, valamint a felmerülő üzleti lehetőségeket. A világítási infrastruktúrához olcsón és hatékonyan csatlakoztathatóak még a hagyományosan parkolókba temetett parkolóérzékelők is. Egész városokat lehet hirtelen hálózatba kötni és optimalizálni anélkül, hogy utcákat kellene felásni, teret bérelni vagy absztrakt számítástechnikai problémákat megoldani az egészségesebb élettel és biztonságosabb utcákkal kapcsolatban.
Ez azért működik, mert az intelligens világítási megoldások nagy része kezdetben nem az intelligens megoldások megtakarítására tett fogadással számol. Ehelyett a városi digitális forradalom életképessége a világítás egyidejű fejlődésének véletlen következménye.
Az izzólámpák szilárdtest-LED világításra való cseréjéből származó energiamegtakarítás, valamint a könnyen elérhető tápegységek és a kiterjedt világítási infrastruktúra megvalósíthatóvá teszik az intelligens városokat.
A LED-átalakítás üteme már lapos, és az intelligens világítás virágzik. A Northeast Group, az intelligens infrastruktúra elemzője szerint 2027-re a világ 363 millió utcai lámpájának körülbelül 90%-át ledek világítják meg. Harmaduk okos alkalmazásokat is futtat majd, ez a trend néhány éve indult be. A jelentős finanszírozás és tervrajzok közzétételéig az utcai világítás a legmegfelelőbb hálózati infrastruktúra különféle digitális technológiákhoz a nagyszabású okosvárosokban.
Takarítson meg LED költséget
A világítás- és szenzorgyártók által javasolt hüvelykujjszabályok szerint az intelligens világítás 50-70 százalékkal csökkentheti az infrastruktúrával kapcsolatos adminisztrációs és karbantartási költségeket. De a megtakarítások nagy része (körülbelül 50 százalék, ami elegendő a változáshoz) egyszerűen megvalósítható az energiahatékony LED-izzókra való átállással. A megtakarítások fennmaradó része a megvilágítók csatlakoztatásából és vezérléséből, valamint a működésükre vonatkozó intelligens információk átadásából származik a világítási hálózaton keresztül.
A központosított beállítások és megfigyelések önmagukban jelentősen csökkenthetik a karbantartási költségeket. Számos módja van, és kiegészítik egymást: ütemezés, szezonális szabályozás és időzítés; Hibadiagnosztika és csökkentett karbantartó kamionok száma. A hatás a világítási hálózat méretével nő, és visszaáramlik a kezdeti ROI esetbe. A piac szerint ez a megközelítés körülbelül öt év alatt megtérül, és rövidebb idő alatt megtérülhet a „puhább” intelligens városi koncepciók beépítésével, például parkolóérzékelőkkel, forgalomfigyelőkkel, levegőminőség-ellenőrzéssel és fegyverérzékelőkkel. .
A Guidehouse Insights piacelemző több mint 200 várost követ nyomon, hogy felmérje a változás ütemét; Azt mondja, a városok negyede vezet be intelligens világítási rendszereket. Az intelligens rendszerek eladásai szárnyalnak. Az ABI Research számításai szerint a globális bevételek tízszeresére, 1,7 milliárd dollárra nőnek 2026-ra. A Föld „villanykörte pillanata” ilyen; Az utcai világítási infrastruktúra, amely szorosan kapcsolódik az emberi tevékenységhez, az előremutató út az intelligens városok platformjaként szélesebb összefüggésben. Az ABI szerint már 2022-ben az új közvilágítási berendezések több mint kétharmada központi felügyeleti platformhoz kapcsolódik, amely integrálja a több intelligens városérzékelőtől származó adatokat.
Adarsh Krishnan, az ABI Research vezető elemzője a következőket mondta: „Sokkal több üzleti lehetőség kínálkozik az intelligens városok szállítói számára, amelyek vezeték nélküli kapcsolat, környezeti érzékelők és akár intelligens kamerák kiépítésével kihasználják a városi fényoszlopok infrastruktúráját. A kihívás az, hogy életképes üzleti modelleket találjunk, amelyek arra ösztönzik a társadalmat, hogy költséghatékony módon, több érzékelős megoldásokat alkalmazzanak.
A kérdés már nem az, hogy csatlakozzunk-e, hanem az, hogy hogyan és mennyit kapcsolódjunk először. Ahogy Krishnan megjegyzi, ennek egy része az üzleti modellekről szól, de a pénz már most is áramlik az okos városokba a szövetkezeti közüzemi privatizáció (PPP) révén, ahol a magánvállalatok pénzügyi kockázatot vállalnak a kockázati tőke sikeréért cserébe. Az előfizetésen alapuló „szolgáltatásként” szerződések a befektetéseket a megtérülési időkre osztják meg, ami szintén élénkítette az aktivitást.
Ezzel szemben Európában a Streetlights hagyományos méhsejt-hálózatokhoz (jellemzően 2G-től LTE-ig (4G)), valamint az új HONEYCOMB Iot szabványos eszközhöz, az LTE-M-hez csatlakozik. A szabadalmaztatott ultra-keskenysávú (UNB) technológia is játékba lép, a Zigbee-vel, az alacsony fogyasztású Bluetooth egy kis terjedelmével és az IEEE 802.15.4 származékaival együtt.
A Bluetooth Technology Alliance (SIG) külön hangsúlyt fektet az okos városokra. A csoport előrejelzése szerint az alacsony fogyasztású Bluetooth-szállítmányok az okosvárosokban a következő öt évben ötszörösére, évi 230 millióra nőnek. A legtöbb nyilvános helyeken, például repülőtereken, stadionokban, kórházakban, bevásárlóközpontokban és múzeumokban található eszközök nyomon követéséhez kapcsolódik. Az alacsony fogyasztású Bluetooth azonban a kültéri hálózatokat is megcélozza. „A vagyonkezelési megoldás javítja az intelligens város erőforrásainak kihasználását, és segít csökkenteni a városi üzemeltetési költségeket” – mondta a Bluetooth Technology Alliance.
A két technika kombinációja jobb!
Mindegyik technológiának megvannak a maga ellentmondásai, amelyek közül néhányat vita során sikerült megoldani. Például az UNB szigorúbb korlátokat javasol a hasznos terhelés és a szállítási ütemezés tekintetében, kizárva a párhuzamos támogatást több érzékelőalkalmazáshoz vagy olyan alkalmazásokhoz, mint például a kamerák, amelyek ezt igénylik. A rövid hatótávolságú technológia olcsóbb, és nagyobb átviteli sebességet biztosít a világítás platformként történő beállításához. Fontos, hogy a WAN jel megszakadása esetén tartalék szerepet is betölthetnek, és lehetőséget biztosítanak a technikusok számára az érzékelők közvetlen leolvasására hibakeresés és diagnosztika céljából. Az alacsony fogyasztású Bluetooth például szinte minden okostelefonnal működik a piacon.
Bár a sűrűbb rács növelheti a robusztusságot, architektúrája bonyolulttá válik, és nagyobb energiaigényt ró az összekapcsolt pont-pont érzékelőkre. Az átviteli tartomány is problémás; A lefedettség a Zigbee és az alacsony fogyasztású Bluetooth használatával legfeljebb néhány száz méter. Bár számos rövid hatótávolságú technológia versenyképes, és kiválóan alkalmas rácsalapú, szomszédos szenzorokhoz, ezek zárt hálózatok, amelyek végső soron átjárók használatát igénylik a jelek felhőbe való visszaküldéséhez.
A végén általában méhsejt-csatlakozást adnak hozzá. Az intelligens világítástechnikai gyártók trendje az, hogy pont-felhő méhsejt-kapcsolatot használnak az 5–15 km-es átjáró- vagy érzékelőeszköz-lefedettség biztosítására. A méhkas technológia nagy átviteli tartományt és egyszerűséget biztosít; A Hive közösség szerint kész hálózatépítést és magasabb szintű biztonságot is biztosít.
Neill Young, a GSMA, a mobilhálózat-üzemeltetőket képviselő iparági szervezet, a Dolgok Internetének Vertical vezetője elmondta: „Az akciószolgáltatók… a teljes terület teljes lefedettségével rendelkeznek, ezért nincs szükség további infrastruktúrára a városi világítási eszközök és érzékelők csatlakoztatásához. . Az engedélyezett spektrumban a méhsejthálózat biztonsággal és megbízhatósággal rendelkezik, ami azt jelenti, hogy az üzemeltető a legjobb feltételekkel rendelkezik, számos igényt ki tud elégíteni, sokkal hosszabb akkumulátor-élettartamot és minimális karbantartást és hosszú átviteli távolságot biztosít az alacsony költségű berendezéseknek.
Az ABI szerint az összes elérhető csatlakozási technológia közül a HONEYCOMB fog a legnagyobb növekedést elérni az elkövetkező években. Az 5G-hálózatok körüli zsivaj és az 5G-infrastruktúra befogadására irányuló tülekedés arra késztette az üzemeltetőket, hogy megragadják a villanyoszlopot, és városi környezetben megtöltsenek kis méhsejt-egységeket. Az Egyesült Államokban Las Vegas és Sacramento az AT&T és a Verizon szolgáltatókon keresztül LTE-t és 5G-t, valamint intelligens városi érzékelőket telepít az utcai lámpákra. Hongkong a napokban mutatta be 400 5G-kompatibilis lámpaoszlop felszerelésének tervét az okos város kezdeményezés részeként.
A hardver szoros integrációja
Nielsen hozzátette: „A Nordic több módú, rövid és nagy hatótávolságú termékeket kínál, nRF52840 SoC-jával, amely támogatja az alacsony fogyasztású Bluetooth-ot, a Bluetooth Mesh-t és a Zigbee-t, valamint a Thread és a szabadalmaztatott 2,4 GHz-es rendszereket. A Nordic Honeycomb alapú nRF9160 SiP LTE-M és NB-iot támogatást is kínál. A két technológia kombinációja teljesítmény- és költségelőnyöket jelent.”
A frekvenciaelválasztás lehetővé teszi ezeknek a rendszereknek az egymás mellett létezését, az előbbi az engedélymentes 2,4 GHz-es sávban, az utóbbi pedig bárhol, ahol LTE található. Alacsonyabb és magasabb frekvenciákon kompromisszum van a szélesebb területi lefedettség és a nagyobb átviteli kapacitás között. De a világítási platformokon a rövid hatótávolságú vezeték nélküli technológiát jellemzően az érzékelők összekapcsolására használják, a peremszámítási teljesítményt megfigyelésre és elemzésre használják, a méhsejt iot pedig az adatok visszaküldésére szolgál a felhőbe, valamint szenzorvezérlést a magasabb karbantartási szint érdekében.
Eddig a kis és nagy hatótávolságú rádió pár külön került hozzá, nem ugyanabba a szilícium chipbe építve. Egyes esetekben az alkatrészek szét vannak választva, mert a megvilágító, az érzékelő és a rádió meghibásodása eltérő. A kettős rádiók egyetlen rendszerbe történő integrálása azonban szorosabb technológiai integrációt és alacsonyabb beszerzési költségeket eredményez, ami kulcsfontosságú szempont az okos városok számára.
A Nordic szerint a piac ebbe az irányba halad. A vállalat fejlesztői szinten integrálta a hardverbe és a szoftverbe a kis hatótávolságú vezeték nélküli és méhsejt típusú IoT-csatlakozási technológiákat, így a megoldásgyártók egyidejűleg futtathatják a párost tesztalkalmazásokban. A Nordic DK for nRF9160 SiP kártyáját a fejlesztők számára tervezték, hogy „működjenek a Honeycomb iot alkalmazásaik”; A Nordic Thingy:91-et „teljes értékű, készen álló átjáróként” jellemezték, amely kész prototípus-platformként vagy koncepció-bizonyítékként használható a korai terméktervezésekhez.
Mindkettő többmódusú méhsejt nRF9160 SiP és több protokollos, rövid hatótávolságú nRF52840 SoC. A Nordic szerint az olyan beágyazott rendszerek, amelyek a két technológiát egyesítik a kereskedelmi IoT-telepítésekhez, már csak „hónapok” választják el a kereskedelmi forgalomba kerülést.
Nordic Nielsen elmondta: „intelligens városi világítási platformot állítottak fel mindezen kapcsolati technológiával; a piacon nagyon világos, hogyan lehet ezeket kombinálni, megoldásokat kínáltunk a gyártók fejlesztői testületének, hogy teszteljék, hogyan működnek együtt. Az üzleti megoldásokba való egyesítése elengedhetetlen, csak idő kérdése.”
Feladás időpontja: 2022. március 29