Tarpusavyje susieti išmanieji miestai atneša gražių svajonių. Tokiuose miestuose skaitmeninės technologijos sujungia daugybę unikalių pilietinių funkcijų, kad pagerintų veiklos efektyvumą ir intelektą. Skaičiuojama, kad iki 2050 m. 70% pasaulio gyventojų gyvens išmaniuosiuose miestuose, kur gyvenimas bus sveikas, laimingas ir saugus. Svarbiausia, kad jis bus žalias – paskutinis žmonijos koziris prieš planetos sunaikinimą.
Tačiau išmanieji miestai yra sunkus darbas. Naujos technologijos yra brangios, vietos valdžios institucijos yra suvaržytos, o politika pereina prie trumpų rinkimų ciklų, todėl sunku pasiekti labai efektyvų ir finansiškai efektyvų centralizuotą technologijų diegimo modelį, kuris būtų pakartotinai naudojamas miesto zonose pasauliniu ar nacionaliniu mastu. Tiesą sakant, dauguma pirmaujančių išmaniųjų miestų antraštėse iš tikrųjų yra tik įvairių technologijų eksperimentų ir regioninių šalutinių projektų rinkinys, o plėsti nereikia.
Pažiūrėkime į šiukšliadėžes ir automobilių stovėjimo aikšteles, kurios yra išmanios su jutikliais ir analitika; Šiame kontekste sunku apskaičiuoti ir standartizuoti investicijų grąžą (IG), ypač kai vyriausybinės agentūros yra tokios susiskaldžiusios (tarp viešųjų agentūrų ir privačių tarnybų, taip pat tarp miestų, miestų, regionų ir šalių). Pažiūrėkite į oro kokybės stebėjimą; Kaip lengva apskaičiuoti švaraus oro įtaką sveikatos paslaugoms mieste? Logiškai mąstant, išmanieji miestai sunkiai įgyvendinami, bet ir sunkiai paneigiami.
Tačiau skaitmeninių pokyčių rūke yra šviesos blyksnis. Gatvės apšvietimas visose komunalinėse paslaugose suteikia miestams platformą pirmą kartą įgyti išmaniųjų funkcijų ir sujungti kelias programas. Pažiūrėkite į įvairius išmaniojo gatvių apšvietimo projektus, įgyvendinamus San Diege (JAV) ir Kopenhagoje Danijoje, ir jų daugėja. Šie projektai sujungia jutiklių matricas su moduliniais aparatūros blokais, pritvirtintais prie apšvietimo stulpų, kad būtų galima nuotoliniu būdu valdyti patį apšvietimą ir vykdyti kitas funkcijas, pavyzdžiui, eismo skaitiklius, oro kokybės monitorius ir net ginklų detektorius.
Nuo šviesos stulpo aukščio miestai pradėjo spręsti miesto „gyvenamumo“ gatvėje klausimus, įskaitant eismo srautus ir mobilumą, triukšmą ir oro taršą bei atsirandančias verslo galimybes. Prie apšvietimo infrastruktūros pigiai ir efektyviai galima prijungti net parkavimo daviklius, tradiciškai užkastus aikštelėse. Ištisi miestai gali būti staiga sujungti į tinklą ir optimizuoti nekasant gatvių, nesinuomojant erdvės ar nesprendžiant abstrakčių skaičiavimo problemų, susijusių su sveikesniu gyvenimu ir saugesnėmis gatvėmis.
Tai veikia, nes dažniausiai išmanieji apšvietimo sprendimai iš pradžių nėra skaičiuojami su taupymu naudojant išmaniuosius sprendimus. Vietoj to, miesto skaitmeninės revoliucijos gyvybingumas yra atsitiktinis tuo pat metu vystomo apšvietimo pasekmė.
Pakeitus kaitrines lemputes kietojo kūno LED apšvietimu, sutaupius energijos, taip pat lengvai prieinamus maitinimo šaltinius ir plačią apšvietimo infrastruktūrą, išmanieji miestai tampa įmanomi.
Šviesos diodų konversijos tempai jau yra vienodi, o išmanusis apšvietimas klesti. Pasak „Northeast Group“, išmaniosios infrastruktūros analitiko, iki 2027 m. apie 90 % pasaulio 363 milijonų gatvių žibintų bus apšviesti LED lemputėmis. Trečdalis jų taip pat paleis išmaniąsias aplikacijas – tokia tendencija prasidėjo prieš keletą metų. Kol nebus paskelbtas didelis finansavimas ir brėžiniai, gatvių apšvietimas geriausiai tinka kaip įvairių skaitmeninių technologijų tinklo infrastruktūra didelio masto išmaniuosiuose miestuose.
Sutaupykite LED išlaidas
Pagal apšvietimo ir jutiklių gamintojų siūlomas nykščio taisykles, išmanusis apšvietimas gali sumažinti su infrastruktūra susijusias administracines ir priežiūros išlaidas 50–70 procentų. Tačiau didžiąją dalį tų sutaupymų (apie 50 proc., užtenka pokyčių) būtų galima sutaupyti tiesiog perėjus prie energiją taupančių LED lempučių. Likusi dalis sutaupoma jungiant ir valdant šviestuvus bei perduodant protingą informaciją apie tai, kaip jie veikia visame apšvietimo tinkle.
Vien centralizuotas koregavimas ir stebėjimas gali žymiai sumažinti priežiūros išlaidas. Yra daug būdų, ir jie vienas kitą papildo: planavimas, sezoninė kontrolė ir laiko reguliavimas; Gedimų diagnostika ir sumažintas sunkvežimio techninės priežiūros lankomumas. Poveikis didėja didėjant apšvietimo tinklui ir grįžta į pradinį ROI atvejį. Rinka teigia, kad šis metodas gali atsipirkti per maždaug penkerius metus ir gali atsipirkti per trumpesnį laiką, įtraukdamas „švelnesnes“ išmaniojo miesto koncepcijas, tokias kaip su parkavimo jutikliais, eismo monitoriais, oro kokybės kontrole ir ginklų detektoriais. .
Rinkos analitikas „Guidehouse Insights“ stebi daugiau nei 200 miestų, kad įvertintų pokyčių tempą; Teigiama, kad ketvirtadalis miestų diegia išmaniojo apšvietimo schemas. Išmaniųjų sistemų pardavimai sparčiai auga. „ABI Research“ apskaičiavo, kad pasaulinės pajamos iki 2026 m. padidės dešimteriopai iki 1,7 mlrd. USD. Žemės „lemputės momentas“ yra toks; Gatvės apšvietimo infrastruktūra, glaudžiai susijusi su žmogaus veikla, yra kelias į priekį kaip išmaniųjų miestų platforma platesniame kontekste. Jau 2022 m. daugiau nei du trečdaliai naujų gatvių apšvietimo įrenginių bus susieti su centrine valdymo platforma, kad būtų galima integruoti duomenis iš kelių išmaniųjų miesto jutiklių, sakė ABI.
Adarshas Krishnanas, pagrindinis „ABI Research“ analitikas, sakė: „Išmaniųjų miestų pardavėjai turi daug daugiau verslo galimybių, kurie išnaudoja miesto šviesos stulpų infrastruktūrą diegdami belaidį ryšį, aplinkos jutiklius ir net išmaniąsias kameras. Iššūkis yra rasti perspektyvius verslo modelius, kurie skatintų visuomenę ekonomiškai efektyviai diegti kelių jutiklių sprendimus.
Klausimas jau ne ar prisijungti, o kaip ir kiek pirmiausia prisijungti. Kaip pastebi Krishnanas, iš dalies tai susiję su verslo modeliais, tačiau pinigai jau teka į išmaniuosius miestus per kooperacinį komunalinių paslaugų privatizavimą (PPP), kai privačios įmonės prisiima finansinę riziką mainais už sėkmę rizikos kapitalo srityje. Abonementu pagrįstos „kaip paslaugos“ sutartys paskirsto investicijas per atsipirkimo laikotarpius, o tai taip pat paskatino veiklą.
Priešingai, „Streetlights“ Europoje jungiami prie tradicinių korio tinklų (paprastai nuo 2G iki LTE (4G)), taip pat prie naujojo HONEYCOMB Iot standartinio įrenginio LTE-M. Taip pat pradedama naudoti patentuota itin siauros juostos (UNB) technologija kartu su Zigbee, nedideliu mažos galios Bluetooth paplitimu ir IEEE 802.15.4 dariniais.
„Bluetooth“ technologijų aljansas (SIG) ypatingą dėmesį skiria išmaniesiems miestams. Grupė prognozuoja, kad mažos galios „Bluetooth“ siuntos išmaniuosiuose miestuose per ateinančius penkerius metus išaugs penkis kartus – iki 230 mln. Dauguma jų yra susiję su turto sekimu viešose vietose, pavyzdžiui, oro uostuose, stadionuose, ligoninėse, prekybos centruose ir muziejuose. Tačiau mažos galios „Bluetooth“ yra skirtas ir lauko tinklams. „Turto valdymo sprendimas pagerina išmaniojo miesto išteklių panaudojimą ir padeda sumažinti miesto eksploatavimo išlaidas“, – teigė „Bluetooth“ technologijų aljansas.
Dviejų metodų derinys yra geresnis!
Kiekviena technologija turi savo prieštaravimų, tačiau kai kurie iš jų buvo išspręsti diskusijose. Pavyzdžiui, UNB siūlo griežtesnius naudingos apkrovos ir pristatymo grafikų apribojimus, atmeta galimybę lygiagrečiai palaikyti kelių jutiklių programas arba tokias programas kaip fotoaparatai, kuriems to reikia. Trumpojo nuotolio technologija yra pigesnė ir užtikrina didesnį pralaidumą kuriant apšvietimo kaip platformos nustatymus. Svarbu tai, kad jie taip pat gali atlikti atsarginį vaidmenį WAN signalo atjungimo atveju ir suteikti technikams galimybę tiesiogiai nuskaityti jutiklius derinimo ir diagnostikos tikslais. Pavyzdžiui, mažos galios Bluetooth veikia beveik su kiekvienu rinkoje esančiu išmaniuoju telefonu.
Nors tankesnis tinklelis gali padidinti tvirtumą, jo architektūra tampa sudėtinga ir reikalauja didesnių energijos poreikių tarpusavyje sujungtiems taškas į tašką jutikliams. Perdavimo diapazonas taip pat yra problemiškas; Aprėptis naudojant „Zigbee“ ir mažos galios „Bluetooth“ yra tik keli šimtai metrų. Nors įvairios trumpojo nuotolio technologijos yra konkurencingos ir puikiai tinka tinkliniams, kaimyniniams jutikliams, tai yra uždari tinklai, kuriems galiausiai reikia naudoti šliuzus signalams perduoti atgal į debesį.
Pabaigoje paprastai pridedama korio jungtis. Išmaniojo apšvietimo pardavėjų tendencija yra naudoti taško ir debesies korio ryšį, kad būtų užtikrintas 5–15 km atstumo šliuzas arba jutiklių įrenginių aprėptis. Bičių avilio technologija užtikrina didelį perdavimo diapazoną ir paprastumą; Pasak „Hive“ bendruomenės, tai taip pat suteikia tiesioginį tinklą ir aukštesnį saugumo lygį.
Neillas Youngas, GSMA, pramonės organizacijos, atstovaujančios mobiliojo ryšio tinklų operatoriams, Interneto of Things Vertical vadovas, sakė: „Action operatoriai... turi visą teritorijos aprėptį, todėl nereikia papildomos infrastruktūros miesto apšvietimo įrenginiams ir jutikliams prijungti. . Licencijuoto spektro korio tinklas pasižymi saugumu ir patikimumu, reiškia, kad operatorius turi geriausias sąlygas, gali patenkinti daugybę poreikių, daug ilgesnį akumuliatoriaus tarnavimo laiką ir minimalią priežiūrą bei ilgą pigios įrangos perdavimo atstumą.
Anot ABI, iš visų turimų ryšio technologijų HONEYCOMB artimiausiais metais išaugs labiausiai. Šurmulis apie 5G tinklus ir kova dėl 5G infrastruktūros privertė operatorius griebti apšvietimo stulpą ir užpildyti nedidelius korio blokus miesto aplinkoje. Jungtinėse Valstijose Las Vegase ir Sakramente gatvių šviestuvuose diegiami LTE ir 5G, taip pat išmanieji miesto jutikliai per operatorius AT&T ir Verizon. Honkongas ką tik pristatė planą įrengti 400 5G palaikančių žibintų stulpų kaip savo išmaniojo miesto iniciatyvos dalį.
Griežtas aparatinės įrangos integravimas
Nielsen pridūrė: „Nordic siūlo kelių režimų trumpojo ir ilgo nuotolio produktus, kurių nRF52840 SoC palaiko mažos galios Bluetooth, Bluetooth Mesh ir Zigbee, taip pat Thread ir patentuotas 2,4 GHz sistemas. „Nordic's Honeycomb“ pagrįstas „nRF9160 SiP“ siūlo tiek LTE-M, tiek NB-iot palaikymą. Dviejų technologijų derinys suteikia našumo ir sąnaudų pranašumų.
Dažnių atskyrimas leidžia šioms sistemoms egzistuoti kartu, kai pirmoji veikia 2,4 GHz juostoje be leidimo, o antroji veikia visur, kur yra LTE. Esant žemesniems ir aukštesniems dažniams, yra kompromisas tarp platesnės srities aprėpties ir didesnio perdavimo pajėgumo. Tačiau apšvietimo platformose trumpojo nuotolio belaidė technologija paprastai naudojama jutikliams sujungti, krašto skaičiavimo galia naudojama stebėjimui ir analizei, o korinis iot naudojamas duomenims siųsti atgal į debesį, taip pat jutiklių valdymas aukštesniam priežiūros lygiui.
Iki šiol trumpojo ir ilgojo nuotolio radijo imtuvų pora buvo pridedama atskirai, o ne įmontuota į tą patį silicio lustą. Kai kuriais atvejais komponentai yra atskirti, nes apšvietimo, jutiklio ir radijo gedimai yra skirtingi. Tačiau sujungus dvigubą radijo imtuvą į vieną sistemą, bus glaudesnė technologijų integracija ir mažesnės įsigijimo išlaidos, o tai yra pagrindiniai išmaniesiems miestams keliami veiksniai.
Nordic mano, kad rinka juda ta kryptimi. Bendrovė integravo trumpojo nuotolio belaidžio ir korinio IoT ryšio technologijas į aparatinę ir programinę įrangą kūrėjo lygiu, kad sprendimų gamintojai galėtų vienu metu naudoti porą bandomuosiuose programose. „Nordic“ plokštė DK, skirta nRF9160 SiP, buvo sukurta kūrėjams, kad „sukurtų savo Honeycomb iot programas“; „Nordic Thingy:91“ buvo apibūdintas kaip „visavertis tiesioginis šliuzas“, kurį galima naudoti kaip originalią prototipų kūrimo platformą arba koncepcijos įrodymą kuriant ankstyvą gaminių dizainą.
Abiejuose yra kelių režimų korio nRF9160 SiP ir kelių protokolų trumpojo nuotolio nRF52840 SoC. Pasak Nordic, įterptosios sistemos, kuriose derinamos dvi technologijos, skirtos komerciniam daiktų internetui, yra tik „mėnesiai“ iki komercializavimo.
Nordic Nielsen sakė: „Visa ši ryšio technologija buvo sukurta išmaniojo miesto apšvietimo platforma; rinka labai aiškiai supranta, kaip juos derinti, pateikėme sprendimus gamintojų kūrimo valdybai, kad išbandytume, kaip jie veikia kartu. Jie turi būti sujungti į verslo sprendimus tik laiko klausimu.
Paskelbimo laikas: 2022-03-29