Indbyrdes forbundne smarte byer bringer smukke drømme.I sådanne byer væver digitale teknologier flere unikke borgerlige funktioner sammen for at forbedre operationel effektivitet og intelligens.Det anslås, at i 2050 vil 70 % af verdens befolkning bo i smarte byer, hvor livet vil være sundt, lykkeligt og sikkert.Det er afgørende, at det lover at blive grønt, menneskehedens sidste trumfkort mod ødelæggelsen af planeten.
Men smarte byer er hårdt arbejde.Nye teknologier er dyre, lokale regeringer er begrænsede, og politik skifter til korte valgcyklusser, hvilket gør det vanskeligt at opnå en meget operationel og økonomisk effektiv centraliseret teknologiimplementeringsmodel, der genbruges i byområder globalt eller nationalt.Faktisk er de fleste af de førende smarte byer i overskrifterne i virkeligheden bare en samling af forskellige teknologieksperimenter og regionale sideprojekter, med lidt at se frem til at udvide.
Lad os se på containere og parkeringspladser, som er smarte med sensorer og analyser;I denne sammenhæng er investeringsafkast (ROI) vanskeligt at beregne og standardisere, især når offentlige myndigheder er så fragmenterede (mellem offentlige instanser og private tjenester samt mellem byer, byer, regioner og lande).Se på overvågning af luftkvaliteten;Hvordan er det nemt 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 af digitale forandringer.Gadebelysning i alle kommunale tjenester giver byer en platform 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 er stigende i antal.Disse projekter kombinerer arrays af sensorer med modulære hardwareenheder fastgjort til lyspæle for at tillade fjernstyring af selve belysningen og til at køre andre funktioner, såsom trafiktællere, luftkvalitetsmonitorer og endda pistoldetektorer.
Fra lyspælens højde er byer begyndt at tage fat på byens "levedygtighed" på gaden, herunder trafikflow og mobilitet, støj og luftforurening og nye forretningsmuligheder.Selv parkeringssensorer, der traditionelt er nedgravet på parkeringspladser, kan billigt og effektivt kobles til belysningsinfrastrukturen.Hele byer kan pludselig netværkes og optimeres uden at grave gader op eller leje plads eller løse abstrakte computerproblemer om sundere levevis og sikrere gader.
Det virker, fordi smarte belysningsløsninger i første omgang ikke beregnes med et væddemål på besparelser fra smarte løsninger.I stedet er levedygtigheden af den urbane digitale revolution en tilfældig konsekvens af den samtidige udvikling af belysning.
Energibesparelserne ved at udskifte glødepærer med solid-state LED-belysning, sammen med let tilgængelige strømforsyninger og omfattende belysningsinfrastruktur, gør smarte byer mulige.
Tempoet for LED-konvertering er allerede fladt, og smart belysning boomer.Omkring 90 % af verdens 363 millioner gadelys vil være oplyst af lysdioder i 2027, ifølge Northeast Group, en smart infrastrukturanalytiker.En tredjedel af dem vil også køre smarte applikationer, en tendens der startede for nogle år siden.Indtil væsentlige midler og tegninger er offentliggjort, er gadebelysning bedst egnet som netværksinfrastruktur for forskellige digitale teknologier i store smarte byer.
Spar LED-omkostninger
I henhold til tommelfingerreglerne foreslået af belysnings- og sensorproducenter kan smart belysning reducere infrastrukturrelaterede administrations- og vedligeholdelsesomkostninger med 50 til 70 procent.Men de fleste af disse besparelser (ca. 50 procent, nok til at gøre en forskel) kunne realiseres ved blot at skifte til energieffektive LED-pærer.Resten af besparelserne kommer fra tilslutning og styring af lyskilder og videregivelse af intelligent information om, hvordan de fungerer på tværs af lysnettet.
Alene centraliserede justeringer og observationer kan reducere vedligeholdelsesomkostningerne markant.Der er mange måder, og de supplerer hinanden: planlægning, sæsonstyring og timingjustering;Fejldiagnose og reduceret tilstedeværelse af lastbiler.Påvirkningen øges med størrelsen af belysningsnetværket og flyder tilbage til den indledende ROI-sag.Markedet siger, at denne tilgang kan betale sig tilbage på omkring fem år og har potentiale til at betale sig tilbage på kortere tid ved at inkorporere "blødere" smart city-koncepter, 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 udruller smarte belysningsordninger.Salget af smarte systemer er skyhøje.ABI Research beregner, at de globale indtægter vil springe ti gange til $1,7 milliarder i 2026. Jordens "pæremoment" er sådan her;Gadebelysningsinfrastruktur, som er tæt forbundet med menneskelige aktiviteter, er vejen frem som platform for smarte byer i en bredere sammenhæng.Så tidligt som i 2022 vil mere end to tredjedele af nye gadebelysningsinstallationer være bundet til en central administrationsplatform for at integrere data fra flere smart city-sensorer, sagde ABI.
Adarsh Krishnan, hovedanalytiker hos ABI Research, sagde: "Der er mange flere forretningsmuligheder for leverandører af smarte byer, som udnytter urban lyspol-infrastruktur ved at implementere trådløs forbindelse, miljøsensorer og endda smarte kameraer.Udfordringen er at finde levedygtige forretningsmodeller, der tilskynder samfundet til at implementere multisensorløsninger i stor skala på en omkostningseffektiv måde."
Spørgsmålet er ikke længere, om man skal forbinde, men hvordan og hvor meget man skal forbinde i første omgang.Som Krishnan bemærker, handler en del af dette om forretningsmodeller, men penge strømmer allerede ind i smarte byer gennem cooperative utility privatization (PPP), hvor private virksomheder påtager sig økonomisk risiko til gengæld for succes i venturekapital.Abonnementsbaserede "as-a-service"-kontrakter spredte investeringer over tilbagebetalingsperioder, hvilket også ansporede til aktivitet.
I modsætning hertil bliver Streetlights i Europa forbundet til traditionelle honeycomb-netværk (typisk 2G op til LTE (4G)) samt den nye HONEYCOMB Iot standardenhed, LTE-M.Proprietær ultra-narrowband (UNB) teknologi kommer også i spil sammen med Zigbee, en lille spredning af Low-power Bluetooth og IEEE 802.15.4 derivater.
Bluetooth Technology Alliance (SIG) lægger særlig vægt på smarte byer.Gruppen forudser, at forsendelser af laveffekt Bluetooth i smarte byer vil femdobles over 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.Low-power Bluetooth er dog også rettet mod udendørs netværk."Aset Management-løsningen forbedrer udnyttelsen af smart city-ressourcer og hjælper med at reducere bydriftsomkostninger," sagde Bluetooth Technology Alliance.
En kombination af de to teknikker er bedre!
Hver teknologi har sine kontroverser, men nogle af dem er blevet løst i debat.For eksempel foreslår UNB strengere grænser for nyttelast og leveringsplaner, og udelukker parallel understøttelse af flere sensorapplikationer eller for applikationer som kameraer, der kræver det.Kortdistanceteknologi er billigere og giver større gennemstrømning til udvikling af belysning som-en-platform-indstillinger.Det er vigtigt, at de også kan spille en backup-rolle i tilfælde af afbrydelse af WAN-signalet og give teknikere mulighed for at læse sensorer direkte til fejlfinding og diagnostik.Lavstrøms Bluetooth fungerer for eksempel med næsten alle smartphones på markedet.
Selvom et tættere gitter kan øge robustheden, bliver dets arkitektur kompleks og stiller højere energikrav til sammenkoblede punkt-til-punkt-sensorer.Transmissionsområde er også problematisk;Dækningen ved hjælp af Zigbee og Low-power Bluetooth er højst et par hundrede meter.Selvom en række kortdistanceteknologier er konkurrencedygtige og velegnede til netbaserede, nabodækkende sensorer, er de lukkede netværk, der i sidste ende kræver brug af gateways til at transmittere signaler tilbage til skyen.
En honeycomb-forbindelse tilføjes normalt til sidst.Trenden for leverandører af smart belysning er at bruge punkt-til-sky honeycomb-forbindelse til at give 5 til 15 km afstand gateway eller sensorenhed dækning.Bikubeteknologi giver stort transmissionsområde og enkelhed;Det giver også off-the-shelf netværk og et højere niveau af sikkerhed, ifølge Hive-fællesskabet.
Neill Young, leder af Internet of Things Vertical hos GSMA, et industriorgan, der repræsenterer mobilnetværksoperatører, sagde: "Action-operatører ... har hele dækningen af hele området, og kræver derfor ingen yderligere infrastruktur for at forbinde bybelysningsenheder og sensorer .I det licenserede spektrum har honeycomb-netværket sikkerhed og pålidelighed, hvilket betyder, at operatøren har de bedste betingelser, kan understøtte en lang række behov, en meget længere batterilevetid og minimal vedligeholdelse og lang transmissionsafstand af billigt udstyr."
Af alle tilgængelige tilslutningsteknologier vil HONEYCOMB opleve den største vækst i de kommende år, ifølge ABI.Brummen om 5G-netværk og kamp om at være vært for 5G-infrastruktur har fået operatørerne til at gribe lyspælen og fylde små bikageenheder i bymiljøer.I USA implementerer Las Vegas og Sacramento LTE og 5G samt smart city-sensorer på gadelys gennem operatørerne AT&T og Verizon.Hong Kong har netop afsløret en plan om at installere 400 5G-aktiverede lygtepæle som en del af deres smart city-initiativ.
Tæt integration af hardware
Nielsen tilføjede: "Nordic tilbyder multi-mode produkter med kort rækkevidde og lang rækkevidde, med dens nRF52840 SoC, der understøtter laveffekt Bluetooth, Bluetooth Mesh og Zigbee, samt Thread og proprietære 2,4ghz-systemer.Nordics Honeycomb-baserede nRF9160 SiP tilbyder både LTE-M og NB-iot support.Kombinationen af de to teknologier giver ydeevne og omkostningsfordele."
Frekvensadskillelse gør det muligt for disse systemer at eksistere side om side, hvor førstnævnte kører i det tilladelsesfrie 2,4 GHz-bånd og sidstnævnte kører overalt, hvor LTE er placeret.Ved lavere og højere frekvenser er der en afvejning mellem større områdedækning og større transmissionskapacitet.Men i belysningsplatforme bruges kortdistance trådløs teknologi typisk til at forbinde sensorer, kantcomputerkraft bruges til observation og analyse, og honeycomb iot bruges til at sende data tilbage til skyen samt sensorkontrol til højere vedligeholdelsesniveauer.
Indtil videre er parret af kort- og langdistanceradioer blevet tilføjet separat, ikke indbygget i den samme siliciumchip.I nogle tilfælde er komponenterne adskilt, fordi fejlene i belysningsinstrumentet, sensoren og radioen alle er forskellige.Men at integrere dobbeltradioer i et enkelt system vil resultere i tættere teknologiintegration og lavere anskaffelsesomkostninger, hvilket er nøgleovervejelser for smarte byer.
Nordic mener, at markedet bevæger sig i den retning.Virksomheden har integreret kortdistance trådløse og honeycomb IoT-forbindelsesteknologier i hardware og software på udviklerniveau, så løsningsproducenter kan køre parret samtidigt i testapplikationer.Nordics board DK for nRF9160 SiP er designet til udviklere for 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 produktdesigns.
Begge har multi-mode honeycomb nRF9160 SiP og multi-protokol kortrækkende nRF52840 SoC.Embedded systemer, der kombinerer de to teknologier til kommerciel IoT-implementering, er ifølge Nordic kun "måneder" væk fra kommercialisering.
Nordic Nielsen sagde: “Smart city lighting platform er blevet sat op alle disse forbindelsesteknologier;markedet er meget tydeligt, hvordan man kombinerer dem sammen, vi har leveret løsninger til producenternes udviklingskort, for at teste, hvordan de arbejder sammen.De kombineres til forretningsløsninger er bydende nødvendigt, på bare et spørgsmål om tid."
Indlægstid: 29. marts 2022