Sammenkoblede smarte byer bringer smukke drømme. I sådanne byer væver digitale teknologier sammen flere unikke borgerfunktioner for at forbedre driftseffektiviteten og intelligensen. Det anslås, at 70% af verdens befolkning i 2050 vil bo i smarte byer, hvor livet vil være sundt, lykkeligt og sikkert. Af afgørende betydning lover det at være grøn, menneskehedens sidste trumfkort mod ødelæggelsen af planeten.
Men smarte byer er hårdt arbejde. Nye teknologier er dyre, lokale myndigheder er begrænset, og politik skifter til korte valgcyklusser, hvilket gør det vanskeligt at opnå en meget operationel og økonomisk effektiv centraliseret teknologimodel, der genbruges i byområder globalt eller nationalt. Faktisk er de fleste af de førende smarte byer i overskrifterne virkelig bare en samling af forskellige teknologiske eksperimenter og regionale sideprojekter, med lidt at se frem til at udvide.
Lad os se på dumpsters og parkeringspladser, som er smarte med sensorer og analyser; I denne sammenhæng er afkastet på investering (ROI) vanskeligt at beregne og standardisere, især når regeringsorganer er så fragmenterede (mellem offentlige agenturer og private tjenester samt mellem byer, byer, regioner og lande). Se på overvågning af luftkvalitet; Hvordan er det let at beregne virkningen af ren luft på sundhedsydelser i en by? Logisk set er smarte byer svære at implementere, men også svære at benægte.
Der er dog et glimt af lys i tågen om digital forandring. Gadebelysning i alle kommunale tjenester giver en platform for byer til at erhverve smarte funktioner og kombinere flere applikationer for første gang. Se på de forskellige smarte gadebelysningsprojekter, der implementeres i San Diego i USA og København i Danmark, og de øges i antal. Disse projekter kombinerer arrays af sensorer med modulære hardwareenheder, der er fastgjort til lysstænger for at tillade fjernbetjening af selve belysningen og køre andre funktioner, såsom trafiktællere, luftkvalitetsmonitorer og endda pistoldetektorer.
Fra højden af den lette pol er byerne begyndt at tackle "levedygtigheden" af byen på gaden, herunder trafikstrøm og mobilitet, støj og luftforurening og nye forretningsmuligheder. Selv parkeringssensorer, der traditionelt er begravet på parkeringspladser, kan være billigt og effektivt forbundet med belysningsinfrastrukturen. Hele byer kan pludselig blive netværk og optimeret uden at grave gader eller leje plads eller løse abstrakte computerproblemer om sundere levende og sikrere gader.
Dette fungerer, fordi for det meste beregnes smarte belysningsløsninger ikke oprindeligt med en indsats på besparelser fra smarte løsninger. I stedet er levedygtigheden af den urbane digitale revolution en utilsigtet konsekvens af den samtidige udvikling af belysning.
Energibesparelserne fra udskiftning af glødepærer med faststof-LED-belysning sammen med let tilgængelige strømforsyninger og omfattende belysningsinfrastruktur gør smarte byer gennemførlige.
Tempoet i LED -konvertering er allerede fladt, og smart belysning blomstrer. Cirka 90% af verdens 363 millioner gadelys vil blive oplyst af LED'er i 2027, ifølge Northeast Group, en smart infrastrukturanalytiker. En tredjedel af dem vil også køre smarte applikationer, en tendens, der startede for et par år siden. Indtil betydelig finansiering og tegninger er offentliggjort, er gadebelysning bedst egnet som en netværksinfrastruktur til forskellige digitale teknologier i store smarte byer.
Gem LED -omkostninger
I henhold til de tommelfingerregler, der er foreslået af belysnings- og sensorproducenter, kan smart belysning reducere infrastrukturrelaterede administrative og vedligeholdelsesomkostninger med 50 til 70 procent. Men de fleste af disse besparelser (ca. 50 procent, nok til at gøre en forskel) kunne realiseres blot ved at skifte til energieffektive LED-pærer. Resten af besparelserne kommer fra at forbinde og kontrollere illuminatorer og videregive intelligente oplysninger om, hvordan de arbejder på tværs af belysningsnetværket.
Centraliserede justeringer og observationer alene kan reducere vedligeholdelsesomkostninger betydeligt. Der er mange måder, og de supplerer hinanden: planlægning, sæsonbestemt kontrol og timingjustering; Fejldiagnose og reduceret vedligeholdelse af lastbil deltagelse. Påvirkningen øges med størrelsen på belysningsnetværket og flyder tilbage i den indledende ROI -sag. Markedet siger, at denne tilgang kan betale for sig selv på cirka fem år og har potentialet til at betale for sig selv på kortere tid ved at inkorporere "blødere" smarte bykoncepter, såsom dem med parkeringssensorer, trafikmonitorer, luftkvalitetskontrol og pistoldetektorer.
Guidehouse Insights, en markedsanalytiker, sporer mere end 200 byer for at måle forandringstempoet; Det siger, at en fjerdedel af byerne ruller ud af smarte belysningsordninger. Salget af smarte systemer er skyhøje. ABI Research beregner, at de globale indtægter vil hoppe ti gange til 1,7 milliarder dollars i 2026. Jordens "lyspæreøjeblik" er sådan; Gadebelysningsinfrastruktur, der er tæt knyttet til menneskelige aktiviteter, er vejen frem som en platform for smarte byer i en bredere sammenhæng. Allerede i 2022 vil mere end to tredjedele af nye gadebelysningsinstallationer være bundet til en central styringsplatform for at integrere data fra flere smarte bykonsorer, sagde ABI.
Adarsh Krishnan, rektoranalytiker hos ABI Research, sagde: "Der er mange flere forretningsmuligheder for smarte bysælgere, der udnytter byens lyspolinfrastruktur ved at implementere trådløs forbindelse, miljømæssige sensorer og endda smarte kameraer. Udfordringen er at finde levedygtige forretningsmodeller, der tilskynder samfundet til at implementere multisensor-løsninger i skala på en omkostningseffektiv måde."
Spørgsmålet er ikke længere, om man skal oprette forbindelse, men hvordan og hvor meget man skal oprette forbindelse i første omgang. Som Krishnan observerer, handler en del af dette om forretningsmodeller, men penge flyder allerede ind i smarte byer gennem kooperativ nytteprivatisering (PPP), hvor private virksomheder påtager sig økonomisk risiko til gengæld for succes i venturekapital. Abonnementsbaserede "As-A-Service" -kontrakter spreder investeringer i tilbagebetalingsperioder, som også ansporet aktivitet.
I modsætning hertil er gadelygter i Europa forbundet til traditionelle honningkamenetværk (typisk 2G op til LTE (4G)) såvel som den nye Honeycomb IoT-standardenhed, LTE-M. Proprietary Ultra-NarrowBand (UNB) -teknologi kommer også i spil sammen med ZigBee, en lille spredning af Bluetooth med lav effekt og IEEE 802.15.4 derivater.
Bluetooth Technology Alliance (SIG) lægger særlig vægt på smarte byer. Gruppen forudsiger, at forsendelser af Bluetooth med lav effekt i smarte byer vil vokse fem gange i løbet af de næste fem år til 230 millioner om året. De fleste er knyttet til aktivsporing på offentlige steder, såsom lufthavne, stadioner, hospitaler, indkøbscentre og museer. Imidlertid er Bluetooth med lav effekt også rettet mod udendørs netværk. ”Asset Management Solution forbedrer udnyttelsen af smarte byressourcer og hjælper med at reducere urbane driftsomkostninger,” sagde Bluetooth Technology Alliance.
En kombination af de to teknikker er bedre!
Hver teknologi har sine kontroverser, hvoraf nogle er løst i debatten. For eksempel foreslår UNB strengere grænser for nyttelast og leveringsplaner, der udelukker parallel support til flere sensorapplikationer eller til applikationer såsom kameraer, der kræver det. Teknologi med kort rækkevidde er billigere og giver større gennemstrømning til udvikling af belysning som-a-platform-indstillinger. Det er vigtigt, at de også kan spille en backup -rolle i tilfælde af WAN -signalafbrydelse og give et middel for teknikere til at læse sensorer direkte til fejlsøgning og diagnostik. Bluetooth med lav effekt fungerer for eksempel med næsten enhver smartphone på markedet.
Selvom et tættere gitter kan øge robustheden, bliver dens arkitektur kompleks og stiller højere energikrav på sammenkoblede punkt-til-punkt-sensorer. Transmissionsområdet er også problematisk; Dækning ved hjælp af Zigbee og Bluetooth med lav effekt er kun få hundrede meter højst. Selvom en række kortdistanceteknologier er konkurrencedygtige og velegnede til gitterbaserede, naboomfattende sensorer, er de lukkede netværk, der i sidste ende kræver brug af gateways til at transmittere signaler tilbage til skyen.
Der tilføjes normalt en honningcomb -forbindelse i slutningen. Tendensen for leverandører af smarte belysning er at bruge punkt-til-sky-honningkageforbindelse til at give 5 til 15 km afstand gateway eller sensorenhedsdækning. Beehive -teknologi bringer stort transmissionsområde og enkelhed; Det giver også netværk uden for hylden og et højere sikkerhedsniveau ifølge Hive-samfundet.
Neill Young, leder af Internet of Things lodret i GSMA, et brancheorgan, der repræsenterer mobilnetværksoperatører, sagde: ”Handlingsoperatører ... har al dækning af hele området, derfor kræver ingen yderligere infrastruktur for at forbinde de bedste belysningsindretninger og sensorer. I det licensede spektrums bosættelsesnetværk har det, at operatør Transmissionsafstand af billig udstyr. ”
Af alle tilgængelige forbindelsesteknologier vil Honeycomb se den største vækst i de kommende år, ifølge ABI. Buzz omkring 5G -netværk og kryptering til at være vært for 5G -infrastruktur har fået operatører til at gribe lysstangen og fylde små bikageenheder i bymiljøer. I USA implementerer Las Vegas og Sacramento LTE og 5G samt smarte bykonsorer på gadelys gennem luftfartsselskaber AT&T og Verizon. Hong Kong har netop afsløret en plan om at installere 400 5G-aktiverede lampper som en del af sit Smart City-initiativ.
Stram integration af hardware
Nielsen tilføjede: “Nordic tilbyder multi-mode kortdistanceprodukter og langdistanceprodukter, med sin NRF52840 SOC, der understøtter Bluetooth, Bluetooth Mesh og Zigbee, Bluetooth Mesh og Zigbee, samt tråd og proprietær 2,4 GHz-systemer. Nordic's Honeycomb-baserede NRF9160 SIP tilbyder både LTE-M og NB-IOT-support. Kombinationen af de to teknologier.
Frekvensseparation giver disse systemer mulighed for at sameksistere, hvor førstnævnte kører i den tilladelsesfri 2,4 GHz-bånd og sidstnævnte kører, uanset hvor LTE er placeret. Ved lavere og højere frekvenser er der en afvejning mellem bredere dækning af området og større transmissionskapacitet. Men i belysningsplatforme bruges kortdistanceteknologi typisk til at sammenkoble sensorer, kantcomputerkraft bruges til observation og analyse, og Honeycomb IoT bruges til at sende data tilbage til skyen samt sensorstyring til højere vedligeholdelsesniveauer.
Indtil videre er parret med kortdistancer og langdistancet radioer tilføjet separat, ikke indbygget i den samme siliciumchip. I nogle tilfælde er komponenterne adskilt, fordi fejlene for Illuminator, sensor og radio alle er forskellige. Imidlertid vil integration af dobbelt radioer i et enkelt system resultere i tættere teknologiintegration og lavere erhvervelsesomkostninger, som er nøgleovervejelser for smarte byer.
Nordic mener, at markedet bevæger sig i den retning. Virksomheden har integreret trådløs kortdistance og honningkage-IoT-forbindelsesteknologier i hardware og software på udviklerniveau, så løsningsproducenterne kan køre parret samtidig i testapplikationer. Nordics bestyrelse DK for NRF9160 SIP blev designet til udviklere til at "få deres Honeycomb IoT -applikationer til at fungere"; Nordic Thingy: 91 er blevet beskrevet som en "fuldgyldig off-the-shelf gateway", der kan bruges som en off-the-shelf prototyping platform eller proof-of-concept til tidlige produktdesign.
Begge har Multi-Mode Honeycomb NRF9160 SIP og Multi-Protocol Short Range NRF52840 SOC. Indlejrede systemer, der kombinerer de to teknologier til kommercielle IoT -implementeringer, er kun "måneder" væk fra kommercialisering, ifølge Nordic.
Nordic Nielsen sagde: "Smart City Lighting Platform er blevet oprettet al denne forbindelsesteknologi; markedet er meget tydeligt, hvordan man kombinerer dem sammen, vi har leveret løsninger til producentudviklingsbestyrelsen for at teste, hvordan de fungerer sammen. De kombineres til forretningsløsninger er bydende nødvendigt på bare et spørgsmål om tid.”
Posttid: Mar-29-2022