Onderling gekoppelde slim stede bring pragtige drome. In sulke stede verweef digitale tegnologieë verskeie unieke burgerlike funksies om operasionele doeltreffendheid en intelligensie te verbeter. Daar word beraam dat teen 2050 70% van die wêreldbevolking in slim stede sal woon, waar die lewe gesond, gelukkig en veilig sal wees. Van kritieke belang is dat dit groen sal wees, die mensdom se laaste troefkaart teen die vernietiging van die planeet.
Maar slim stede is harde werk. Nuwe tegnologieë is duur, plaaslike regerings is beperk, en die politiek verskuif na kort verkiesingsiklusse, wat dit moeilik maak om 'n hoogs operasionele en finansieel doeltreffende gesentraliseerde tegnologie-ontplooiingsmodel te bereik wat wêreldwyd of nasionaal in stedelike gebiede hergebruik word. Trouens, die meeste van die toonaangewende slim stede in die opskrifte is eintlik net 'n versameling van verskillende tegnologie-eksperimente en streeks-syprojekte, met min om na uit te sien om uit te brei.
Kom ons kyk na vullisdromme en parkeerterreine, wat slim is met sensors en analise; In hierdie konteks is opbrengs op belegging (ROI) moeilik om te bereken en te standaardiseer, veral wanneer regeringsagentskappe so gefragmenteerd is (tussen openbare agentskappe en private dienste, sowel as tussen dorpe, stede, streke en lande). Kyk na luggehaltemonitering; Hoe is dit maklik om die impak van skoon lug op gesondheidsdienste in 'n stad te bereken? Logies is slim stede moeilik om te implementeer, maar ook moeilik om te ontken.
Daar is egter 'n glimp van lig in die mis van digitale verandering. Straatbeligting in alle munisipale dienste bied 'n platform vir stede om slim funksies te bekom en vir die eerste keer verskeie toepassings te kombineer. Kyk na die verskeie slim straatbeligtingsprojekte wat in San Diego in die VSA en Kopenhagen in Denemarke geïmplementeer word, en hulle neem toe in getal. Hierdie projekte kombineer skikkings van sensors met modulêre hardeware-eenhede wat aan ligpale vasgemaak is om afstandbeheer van die beligting self moontlik te maak en ander funksies, soos verkeertellers, luggehaltemonitors en selfs geweerverklikkers, te laat loop.
Van die hoogtepunt van die ligpaal af het stede begin om die "leefbaarheid" van die stad op straat aan te spreek, insluitend verkeersvloei en mobiliteit, geraas- en lugbesoedeling, en opkomende sakegeleenthede. Selfs parkeersensors, wat tradisioneel in parkeerterreine begrawe is, kan goedkoop en doeltreffend aan die beligtingsinfrastruktuur gekoppel word. Hele stede kan skielik netwerk en geoptimaliseer word sonder om strate op te grawe of ruimte te huur of abstrakte rekenaarprobleme oor gesonder leefstyl en veiliger strate op te los.
Dit werk omdat slim beligtingsoplossings meestal nie aanvanklik bereken word met 'n weddenskap op besparings uit slim oplossings nie. In plaas daarvan is die lewensvatbaarheid van die stedelike digitale rewolusie 'n toevallige gevolg van die gelyktydige ontwikkeling van beligting.
Die energiebesparings deur gloeilampe met vastetoestand-LED-beligting te vervang, tesame met geredelik beskikbare kragbronne en uitgebreide beligtingsinfrastruktuur, maak slim stede haalbaar.
Die tempo van LED-omskakeling is reeds plat, en slimbeligting is aan die toeneem. Ongeveer 90% van die wêreld se 363 miljoen straatligte sal teen 2027 deur LED's verlig word, volgens Northeast Group, 'n sliminfrastruktuurontleder. 'n Derde van hulle sal ook slim toepassings gebruik, 'n tendens wat 'n paar jaar gelede begin het. Totdat aansienlike befondsing en bloudrukke gepubliseer word, is straatbeligting die beste geskik as 'n netwerkinfrastruktuur vir verskeie digitale tegnologieë in grootskaalse slim stede.
Bespaar LED-koste
Volgens die algemene reëls wat deur beligtings- en sensorvervaardigers voorgestel word, kan slim beligting infrastruktuurverwante administratiewe en onderhoudskoste met 50 tot 70 persent verminder. Maar die meeste van daardie besparings (ongeveer 50 persent, genoeg om 'n verskil te maak) kan gerealiseer word deur bloot oor te skakel na energie-doeltreffende LED-gloeilampe. Die res van die besparings kom van die koppeling en beheer van beligters en die deurgee van intelligente inligting oor hoe hulle werk oor die beligtingsnetwerk.
Gesentraliseerde aanpassings en waarnemings alleen kan onderhoudskoste aansienlik verminder. Daar is baie maniere, en hulle vul mekaar aan: skedulering, seisoenale beheer en tydsaanpassing; Foutdiagnose en verminderde bywoning van onderhoudsvragmotors. Die impak neem toe met die grootte van die beligtingsnetwerk en vloei terug na die aanvanklike ROI-geval. Die mark sê hierdie benadering kan homself binne ongeveer vyf jaar afbetaal, en het die potensiaal om homself in minder tyd af te betaal deur "sagter" slimstadkonsepte in te sluit, soos dié met parkeersensors, verkeersmonitors, luggehaltebeheer en geweerverklikkers.
Guidehouse Insights, 'n markontleder, volg meer as 200 stede om die tempo van verandering te meet; Dit sê 'n kwart van stede implementeer slimbeligtingskemas. Verkope van slimstelsels styg. ABI Research bereken dat wêreldwye inkomste teen 2026 tienvoudig tot $1,7 miljard sal styg. Die Aarde se "gloeilamp-oomblik" is soos volg; Straatbeligtingsinfrastruktuur, wat nou verwant is aan menslike aktiwiteite, is die pad vorentoe as 'n platform vir slim stede in 'n breër konteks. Reeds in 2022 sal meer as twee derdes van nuwe straatbeligtingsinstallasies aan 'n sentrale bestuursplatform gekoppel wees om data van verskeie slimstadsensors te integreer, het ABI gesê.
Adarsh Krishnan, hoofontleder by ABI Research, het gesê: “Daar is baie meer sakegeleenthede vir slimstadverskaffers wat stedelike ligpaalinfrastruktuur benut deur draadlose konnektiwiteit, omgewingsensors en selfs slimkameras te ontplooi. Die uitdaging is om lewensvatbare sakemodelle te vind wat die samelewing aanmoedig om multisensoroplossings op skaal en op 'n koste-effektiewe manier te ontplooi.”
Die vraag is nie meer of daar konnekteer moet word nie, maar hoe en hoeveel om in die eerste plek te konnekteer. Soos Krishnan opmerk, gaan 'n deel hiervan oor sakemodelle, maar geld vloei reeds na slim stede deur samewerkende nutsdienste-privatisering (PPP), waar private maatskappye finansiële risiko neem in ruil vir sukses in waagkapitaal. Subskripsie-gebaseerde "as-'n-diens"-kontrakte versprei belegging oor terugbetalingstydperke, wat ook aktiwiteit aangespoor het.
In teenstelling hiermee word straatligte in Europa gekoppel aan tradisionele heuningkoeknetwerke (tipies 2G tot LTE (4G)) sowel as die nuwe HONEYCOMB IoT-standaardtoestel, LTE-M. Gepatenteerde ultra-smalband (UNB) tegnologie kom ook in werking, saam met Zigbee, 'n klein verspreiding van Lae-krag Bluetooth, en IEEE 802.15.4-afgeleides.
Die Bluetooth Technology Alliance (SIG) plaas spesiale klem op slim stede. Die groep voorspel dat die verskepings van lae-krag Bluetooth in slim stede oor die volgende vyf jaar vyfvoudig sal groei, tot 230 miljoen per jaar. Die meeste is gekoppel aan bateopsporing in openbare plekke, soos lughawens, stadions, hospitale, winkelsentrums en museums. Lae-krag Bluetooth is egter ook gemik op buitelugnetwerke. “Die batebestuursoplossing verbeter die benutting van slimstadhulpbronne en help om stedelike bedryfskoste te verminder,” het die Bluetooth Technology Alliance gesê.
'n Kombinasie van die twee tegnieke is beter!
Elke tegnologie het egter sy eie kontroversies, waarvan sommige in debat opgelos is. UNB stel byvoorbeeld strenger beperkings op vrag- en afleweringskedules voor, wat parallelle ondersteuning vir veelvuldige sensortoepassings of vir toepassings soos kameras wat dit vereis, uitsluit. Kortafstandtegnologie is goedkoper en bied groter deurset vir die ontwikkeling van beligting-as-'n-platform-instellings. Dit is belangrik dat hulle ook 'n rugsteunrol kan speel in die geval van WAN-seinontkoppeling, en 'n manier bied vir tegnici om sensors direk te lees vir ontfouting en diagnostiek. Lae-krag Bluetooth werk byvoorbeeld met byna elke slimfoon op die mark.
Alhoewel 'n digter netwerk robuustheid kan verbeter, word die argitektuur daarvan kompleks en stel dit hoër energie-eise op onderling gekoppelde punt-tot-punt sensors. Transmissiebereik is ook problematies; Dekking met behulp van Zigbee en Lae-krag Bluetooth is hoogstens slegs 'n paar honderd meter. Alhoewel 'n verskeidenheid kortafstandtegnologieë mededingend en goed geskik is vir netwerkgebaseerde, buurwye sensors, is hulle geslote netwerke wat uiteindelik die gebruik van poorte vereis om seine terug na die wolk te stuur.
'n Heuningkoekverbinding word gewoonlik aan die einde bygevoeg. Die tendens vir slimbeligtingsverskaffers is om punt-tot-wolk-heuningkoekverbindings te gebruik om 5 tot 15 km-afstand-gateway- of sensortoesteldekking te bied. Beehive-tegnologie bring 'n groot transmissiebereik en eenvoud; dit bied ook gereed-vir-gebruik-netwerke en 'n hoër vlak van sekuriteit, volgens die Hive-gemeenskap.
Neill Young, hoof van die Internet of Things Vertical by die GSMA, 'n bedryfsliggaam wat mobiele netwerkoperateurs verteenwoordig, het gesê: "Aksie-operateurs ... het die hele dekking van die hele gebied, daarom benodig hulle geen bykomende infrastruktuur om die stedelike beligtingstoestelle en sensors te verbind nie. In die gelisensieerde spektrum het die heuningkoeknetwerk veiligheid en betroubaarheid, wat beteken dat die operateur die beste toestande het, 'n groot aantal behoeftes kan ondersteun, 'n baie langer batterylewe en minimale onderhoud en lang transmissieafstand van laekoste-toerusting."
Van al die beskikbare konnektiwiteitstegnologieë, sal HONEYCOMB die grootste groei in die komende jare sien, volgens ABI. Die ophef oor 5G-netwerke en die geskarrel om 5G-infrastruktuur aan te bied, het operateurs aangespoor om die ligpaal te gryp en klein heuningkoekeenhede in stedelike omgewings te vul. In die Verenigde State ontplooi Las Vegas en Sacramento LTE en 5G, sowel as slimstadsensors, op straatligte deur die diensverskaffers AT&T en Verizon. Hong Kong het pas 'n plan onthul om 400 5G-geaktiveerde lamppale te installeer as deel van sy slimstad-inisiatief.
Stywe Integrasie van Hardeware
Nielsen het bygevoeg: “Nordic bied multimodus kort- en langafstandprodukte, met sy nRF52840 SoC wat lae-krag Bluetooth, Bluetooth Mesh en Zigbee ondersteun, sowel as Thread en eie 2.4ghz-stelsels. Nordic se Honeycomb-gebaseerde nRF9160 SiP bied beide LTE-M en NB-iot-ondersteuning. Die kombinasie van die twee tegnologieë bring prestasie- en kostevoordele.”
Frekwensieskeiding laat hierdie stelsels toe om saam te bestaan, met eersgenoemde wat in die toestemmingsvrye 2.4 GHz-band loop en laasgenoemde wat loop waar LTE ook al geleë is. By laer en hoër frekwensies is daar 'n afweging tussen wyer area-dekking en groter transmissiekapasiteit. Maar in beligtingsplatforms word kortafstand-draadlose tegnologie tipies gebruik om sensors te verbind, randrekenaarkrag word gebruik vir waarneming en analise, en heuningkoek-IoT word gebruik om data terug na die wolk te stuur, sowel as sensorbeheer vir hoër onderhoudsvlakke.
Tot dusver is die paar kort- en langafstandradio's afsonderlik bygevoeg, nie in dieselfde silikonskyfie ingebou nie. In sommige gevalle word die komponente geskei omdat die foute van die beligter, sensor en radio almal verskil. Die integrasie van dubbele radio's in 'n enkele stelsel sal egter lei tot nouer tegnologie-integrasie en laer verkrygingskoste, wat belangrike oorwegings vir slim stede is.
Nordic dink die mark beweeg in daardie rigting. Die maatskappy het kortafstand-draadlose en heuningkoek-IoT-konnektiwiteitstegnologieë in hardeware en sagteware op ontwikkelaarsvlak geïntegreer sodat oplossingsvervaardigers die paar gelyktydig in toetstoepassings kan laat loop. Nordic se bord DK vir nRF9160 SiP is ontwerp vir ontwikkelaars om "hul Honeycomb IoT-toepassings te laat werk"; Nordic Thingy:91 is beskryf as 'n "volwaardige gereed-vir-gebruik-toegang" wat as 'n gereed-vir-gebruik-prototiperingsplatform of bewys-van-konsep vir vroeë produkontwerpe gebruik kan word.
Beide beskik oor multimodus-heuningkoek nRF9160 SiP en multiprotokol kortafstand nRF52840 SoC. Ingeboude stelsels wat die twee tegnologieë vir kommersiële IoT-ontplooiings kombineer, is slegs "maande" weg van kommersialisering, volgens Nordic.
Nordic Nielsen het gesê: “’n Slimstad-beligtingsplatform het al hierdie verbindingstegnologieë opgestel; die mark is baie duidelik oor hoe om dit saam te kombineer. Ons het oplossings vir vervaardigers se ontwikkelingsbord verskaf om te toets hoe dit saamwerk. Dit is noodsaaklik om dit in sake-oplossings te kombineer, binne net ’n kwessie van tyd.”
Plasingstyd: 29 Maart 2022