Sammenkoblede smarte byer bringer vakre drømmer.I slike byer vever digitale teknologier sammen flere unike samfunnsfunksjoner for å forbedre operasjonell effektivitet og intelligens.Det er anslått at innen 2050 vil 70 % av verdens befolkning bo i smarte byer, hvor livet vil være sunt, lykkelig og trygt.Avgjørende, det lover å bli grønt, menneskehetens siste trumfkort mot ødeleggelsen av planeten.
Men smarte byer er hardt arbeid.Nye teknologier er dyre, lokale myndigheter er begrenset, og politikk skifter til korte valgsykluser, noe som gjør det vanskelig å oppnå en svært operativ og økonomisk effektiv sentralisert teknologidistribusjonsmodell som gjenbrukes i urbane områder globalt eller nasjonalt.Faktisk er de fleste av de ledende smarte byene i overskriftene egentlig bare en samling av forskjellige teknologieksperimenter og regionale sideprosjekter, med lite å se frem til å utvide.
La oss se på søppelcontainere og parkeringsplasser, som er smarte med sensorer og analyser;I denne sammenheng er avkastning på investeringer (ROI) vanskelig å beregne og standardisere, spesielt når offentlige etater er så fragmenterte (mellom offentlige etater og private tjenester, samt mellom tettsteder, byer, regioner og land).Se på overvåking av luftkvalitet;Hvordan er det enkelt å beregne effekten av ren luft på helsetjenester i en by?Logisk sett er smarte byer vanskelige å implementere, men også vanskelige å fornekte.
Det er imidlertid et glimt av lys i tåken av digital endring.Gatebelysning i alle kommunale tjenester gir en plattform for byer å skaffe seg smarte funksjoner og kombinere flere applikasjoner for første gang.Se på de ulike smarte gatebelysningsprosjektene som implementeres i San Diego i USA og København i Danmark, og de øker i antall.Disse prosjektene kombinerer en rekke sensorer med modulære maskinvareenheter festet til lysstolper for å tillate fjernkontroll av selve belysningen og for å kjøre andre funksjoner, for eksempel trafikktellere, luftkvalitetsmonitorer og til og med pistoldetektorer.
Fra høyden av lysstolpen har byer begynt å adressere byens "levebarhet" på gaten, inkludert trafikkflyt og mobilitet, støy og luftforurensning, og nye forretningsmuligheter.Selv parkeringssensorer, tradisjonelt nedgravd på parkeringsplasser, kan kobles billig og effektivt til lysinfrastrukturen.Hele byer kan plutselig kobles sammen og optimaliseres uten å grave opp gater eller leie plass eller løse abstrakte dataproblemer om sunnere levesett og tryggere gater.
Dette fungerer fordi smarte lysløsninger i utgangspunktet ikke beregnes med en innsats på besparelser fra smarte løsninger.I stedet er levedyktigheten til den urbane digitale revolusjonen en tilfeldig konsekvens av den samtidige utviklingen av belysning.
Energibesparelsene ved å bytte ut glødepærer med solid-state LED-belysning, sammen med lett tilgjengelige strømforsyninger og omfattende belysningsinfrastruktur, gjør smarte byer gjennomførbare.
Tempoet for LED-konvertering er allerede flatt, og smart belysning blomstrer.Omtrent 90 % av verdens 363 millioner gatelys vil bli opplyst av lysdioder innen 2027, ifølge Northeast Group, en smart infrastrukturanalytiker.En tredjedel av dem skal også kjøre smarte applikasjoner, en trend som startet for noen år siden.Inntil betydelige midler og tegninger er publisert, er gatebelysning best egnet som nettverksinfrastruktur for ulike digitale teknologier i storskala smarte byer.
Spar LED-kostnader
I henhold til tommelfingerreglene foreslått av lys- og sensorprodusenter, kan smart belysning redusere infrastrukturrelaterte administrasjons- og vedlikeholdskostnader med 50 til 70 prosent.Men de fleste av disse besparelsene (omtrent 50 prosent, nok til å utgjøre en forskjell) kan realiseres ganske enkelt ved å bytte til energieffektive LED-pærer.Resten av besparelsene kommer fra tilkobling og kontroll av belysningsapparater og overføring av intelligent informasjon om hvordan de fungerer på tvers av belysningsnettverket.
Sentraliserte justeringer og observasjoner alene kan redusere vedlikeholdskostnadene betydelig.Det er mange måter, og de utfyller hverandre: planlegging, sesongkontroll og timingjustering;Feildiagnose og redusert tilstedeværelse av vedlikeholdsbiler.Påvirkningen øker med størrelsen på belysningsnettverket og strømmer tilbake til den første ROI-saken.Markedet sier at denne tilnærmingen kan betale seg tilbake på omtrent fem år, og har potensiale til å betale for seg selv på kortere tid ved å innlemme «mykere» smartby-konsepter, for eksempel de med parkeringssensorer, trafikkmonitorer, luftkvalitetskontroll og våpendetektorer .
Guidehouse Insights, en markedsanalytiker, sporer mer enn 200 byer for å måle endringstakten;Det sier at en fjerdedel av byene ruller ut smarte belysningsordninger.Salget av smarte systemer skyter i været.ABI Research beregner at globale inntekter vil tidobles til 1,7 milliarder dollar innen 2026. Jordens «lyspæreøyeblikk» er som dette;Gatelysinfrastruktur, som er nært knyttet til menneskelige aktiviteter, er veien videre som en plattform for smarte byer i en bredere sammenheng.Allerede i 2022 vil mer enn to tredjedeler av nye gatelysinstallasjoner være knyttet til en sentral styringsplattform for å integrere data fra flere smarte bysensorer, sa ABI.
Adarsh Krishnan, hovedanalytiker ved ABI Research, sa: "Det er mange flere forretningsmuligheter for leverandører av smartbyer som utnytter urban lyspolinfrastruktur ved å distribuere trådløs tilkobling, miljøsensorer og til og med smarte kameraer.Utfordringen er å finne levedyktige forretningsmodeller som oppmuntrer samfunnet til å implementere multisensorløsninger i stor skala på en kostnadseffektiv måte.»
Spørsmålet er ikke lenger om du skal koble til, men hvordan og hvor mye du skal koble til i utgangspunktet.Som Krishnan observerer handler en del av dette om forretningsmodeller, men penger strømmer allerede inn i smarte byer gjennom cooperative utility privatization (PPP), der private selskaper tar på seg økonomisk risiko i retur for suksess i venturekapital.Abonnementsbaserte "as-a-service"-kontrakter spredte investeringer over tilbakebetalingsperioder, noe som også ansporet til aktivitet.
I motsetning til dette blir Streetlights i Europa koblet til tradisjonelle honeycomb-nettverk (typisk 2G opp til LTE (4G)) samt den nye HONEYCOMB Iot-standardenheten, LTE-M.Proprietær ultra-narrowband-teknologi (UNB) kommer også inn i bildet, sammen med Zigbee, en liten spredning av Low-power Bluetooth, og IEEE 802.15.4-derivater.
Bluetooth Technology Alliance (SIG) legger spesiell vekt på smarte byer.Gruppen spår at forsendelser av lavstrøms Bluetooth i smarte byer vil femdobles i løpet av de neste fem årene, til 230 millioner i året.De fleste er knyttet til aktivasporing på offentlige steder, som flyplasser, stadioner, sykehus, kjøpesentre og museer.Lavstrøms Bluetooth er imidlertid også rettet mot utendørsnettverk."Aset Management-løsningen forbedrer utnyttelsen av smartbyressurser og bidrar til å redusere urbane driftskostnader," sa Bluetooth Technology Alliance.
En kombinasjon av de to teknikkene er bedre!
Hver teknologi har sine kontroverser, men noen av dem har blitt løst i debatten.For eksempel foreslår UNB strengere grenser for nyttelast og leveringsplaner, og utelukker parallell støtte for flere sensorapplikasjoner eller for applikasjoner som kameraer som krever det.Kortdistanseteknologi er billigere og gir større gjennomstrømning for å utvikle belysning som plattforminnstillinger.Viktigere er at de også kan spille en reserverolle i tilfelle WAN-signal frakobling, og gi en måte for teknikere å lese sensorer direkte for feilsøking og diagnostikk.Lavstrøms Bluetooth fungerer for eksempel med nesten alle smarttelefoner på markedet.
Selv om et tettere rutenett kan øke robustheten, blir arkitekturen kompleks og stiller høyere energikrav til sammenkoblede punkt-til-punkt-sensorer.Overføringsrekkevidden er også problematisk;Dekning ved bruk av Zigbee og Low-power Bluetooth er bare noen få hundre meter på det meste.Selv om en rekke kortdistanseteknologier er konkurransedyktige og godt egnet for nettbaserte, nabo-omfattende sensorer, er de lukkede nettverk som til syvende og sist krever bruk av gatewayer for å overføre signaler tilbake til skyen.
En honeycomb-forbindelse legges vanligvis til på slutten.Trenden for leverandører av smart belysning er å bruke punkt-til-sky honeycomb-tilkobling for å gi 5 til 15 km avstand gateway eller sensorenhetsdekning.Bikubeteknologi gir stort overføringsområde og enkelhet;Det gir også hyllevarenettverk og et høyere sikkerhetsnivå, ifølge Hive-fellesskapet.
Neill Young, leder for Internet of Things Vertical ved GSMA, et industriorgan som representerer mobilnettoperatører, sa: "Aksjonsoperatører ... har all dekning av hele området, og krever derfor ingen ekstra infrastruktur for å koble til urbane belysningsenheter og sensorer .I det lisensierte spekteret har honeycomb-nettverket sikkerhet og pålitelighet, betyr at operatøren har de beste forholdene, kan støtte et stort antall behov, mye lengre batterilevetid og minimalt vedlikehold og lang overføringsavstand for lavkostutstyr.»
Av alle tilgjengelige tilkoblingsteknologier vil HONEYCOMB se den største veksten i de kommende årene, ifølge ABI.Summingen om 5G-nettverk og strevet om å være vert for 5G-infrastruktur har fått operatørene til å ta tak i lysstolpen og fylle små bikakeenheter i urbane miljøer.I USA distribuerer Las Vegas og Sacramento LTE og 5G, samt smarte bysensorer, på gatelys gjennom operatørene AT&T og Verizon.Hong Kong har nettopp avduket en plan for å installere 400 5G-aktiverte lyktestolper som en del av smartby-initiativet.
Tett integrering av maskinvare
Nielsen la til: "Nordic tilbyr multi-modus produkter med kort rekkevidde og lang rekkevidde, med sin nRF52840 SoC som støtter laveffekts Bluetooth, Bluetooth Mesh og Zigbee, samt Thread og proprietære 2,4ghz-systemer.Nordics Honeycomb-baserte nRF9160 SiP tilbyr både LTE-M og NB-iot-støtte.Kombinasjonen av de to teknologiene gir ytelses- og kostnadsfordeler."
Frekvensseparasjon gjør at disse systemene kan eksistere side om side, hvor førstnevnte kjører i det tillatelsesfrie 2,4 GHz-båndet og sistnevnte kjører uansett hvor LTE befinner seg.Ved lavere og høyere frekvenser er det en avveining mellom større områdedekning og større overføringskapasitet.Men i belysningsplattformer brukes vanligvis kortdistanse trådløs teknologi for å koble sammen sensorer, kantdatakraft brukes til observasjon og analyse, og honeycomb iot brukes til å sende data tilbake til skyen, samt sensorkontroll for høyere vedlikeholdsnivåer.
Så langt har paret med kort- og langdistanseradioer blitt lagt til separat, ikke innebygd i samme silisiumbrikke.I noen tilfeller er komponentene separert fordi feilene i belysningsinstrumentet, sensoren og radioen alle er forskjellige.Imidlertid vil integrering av doble radioer i ett enkelt system resultere i tettere teknologiintegrasjon og lavere anskaffelseskostnader, som er nøkkelhensyn for smarte byer.
Nordic tror markedet beveger seg i den retningen.Selskapet har integrert kortdistanse trådløse og honeycomb IoT-tilkoblingsteknologier i maskinvare og programvare på utviklernivå, slik at løsningsprodusenter kan kjøre paret samtidig i testapplikasjoner.Nordics styre DK for nRF9160 SiP ble designet for utviklere for å "få deres Honeycomb iot-applikasjoner til å fungere";Nordic Thingy:91 har blitt beskrevet som en "fullverdig off-the-shelf gateway" som kan brukes som en hyllevare prototyping-plattform eller proof-of-concept for tidlig produktdesign.
Begge har multi-modus honeycomb nRF9160 SiP og multi-protocol short-range nRF52840 SoC.Innebygde systemer som kombinerer de to teknologiene for kommersiell IoT-distribusjon er bare «måneder» unna kommersialisering, ifølge Nordic.
Nordic Nielsen sa: «Smart bybelysningsplattform har blitt satt opp all denne tilkoblingsteknologien;markedet er veldig tydelig hvordan man kombinerer dem sammen, vi har levert løsninger for produsenters utviklingskort, for å teste hvordan de fungerer sammen.De kombineres til forretningsløsninger er avgjørende, i løpet av et spørsmål om tid.»
Innleggstid: 29. mars 2022