Уличното осветление осигурява идеална платформа за взаимосвързани интелигентни градове

Взаимосвързаните умни градове носят красиви мечти.В такива градове цифровите технологии обединяват множество уникални граждански функции, за да подобрят оперативната ефективност и интелигентността.Смята се, че до 2050 г. 70% от населението на света ще живее в интелигентни градове, където животът ще бъде здравословен, щастлив и безопасен.Най-важното е, че обещава да бъде зелен, последният коз на човечеството срещу унищожаването на планетата.

Но умните градове са трудна работа.Новите технологии са скъпи, местните власти са ограничени и политиката се измества към кратки изборни цикли, което затруднява постигането на високо оперативен и финансово ефективен централизиран модел за внедряване на технологии, който се използва повторно в градските райони в световен или национален мащаб.Всъщност повечето от водещите интелигентни градове в заглавията всъщност са просто колекция от различни технологични експерименти и регионални странични проекти, с малко очаквания за разширяване.

Нека да разгледаме контейнерите за боклук и паркингите, които са умни със сензори и анализи;В този контекст възвръщаемостта на инвестициите (ROI) е трудна за изчисляване и стандартизиране, особено когато правителствените агенции са толкова фрагментирани (между публични агенции и частни услуги, както и между градове, региони и държави).Вижте мониторинга на качеството на въздуха;Как е лесно да се изчисли въздействието на чистия въздух върху здравните услуги в града?Логично, интелигентните градове са трудни за прилагане, но и трудно за отричане.

Има обаче искрица светлина в мъглата на цифровата промяна.Уличното осветление във всички общински служби предоставя платформа за градовете да придобият интелигентни функции и да комбинират множество приложения за първи път.Вижте различните интелигентни проекти за улично осветление, които се изпълняват в Сан Диего в САЩ и Копенхаген в Дания, и броят им нараства.Тези проекти съчетават масиви от сензори с модулни хардуерни единици, фиксирани към осветителни стълбове, за да позволят дистанционно управление на самото осветление и да изпълняват други функции, като броячи на трафик, монитори за качество на въздуха и дори детектори за оръжия.

От висотата на осветителния стълб градовете започнаха да обръщат внимание на „пригодността за живеене“ на града на улицата, включително потока на трафика и мобилността, шума и замърсяването на въздуха и възникващите бизнес възможности.Дори сензорите за паркиране, традиционно заровени в паркингите, могат да бъдат евтино и ефективно свързани към осветителната инфраструктура.Цели градове могат внезапно да бъдат свързани в мрежа и оптимизирани без разкопаване на улици или наемане на пространство или решаване на абстрактни компютърни проблеми за по-здравословен живот и по-безопасни улици.

Това работи, защото в по-голямата си част интелигентните решения за осветление не се изчисляват първоначално със залог върху спестяванията от интелигентни решения.Вместо това, жизнеспособността на градската цифрова революция е случайна последица от едновременното развитие на осветлението.

Икономията на енергия от замяната на крушките с нажежаема жичка с твърдотелно LED осветление, заедно с леснодостъпните захранвания и обширната осветителна инфраструктура, правят интелигентните градове осъществими.

Скоростта на преобразуване на LED вече е стабилна, а интелигентното осветление процъфтява.Около 90% от 363 милиона улични лампи в света ще бъдат осветени от светодиоди до 2027 г., според Northeast Group, анализатор на интелигентна инфраструктура.Една трета от тях ще работят и със смарт приложения, тенденция, започнала преди няколко години.Докато не бъдат публикувани значително финансиране и чертежи, уличното осветление е най-подходящо като мрежова инфраструктура за различни цифрови технологии в големите интелигентни градове.

Спестете LED разходи

Според основните правила, предложени от производителите на осветление и сензори, интелигентното осветление може да намали свързаните с инфраструктурата административни разходи и разходи за поддръжка с 50 до 70 процента.Но повечето от тези спестявания (около 50 процента, достатъчно, за да има разлика) могат да бъдат реализирани просто чрез преминаване към енергийно ефективни LED крушки.Останалата част от спестяванията идват от свързване и контролиране на осветители и предаване на интелигентна информация за това как работят в мрежата за осветление.

Само централизираните настройки и наблюдения могат значително да намалят разходите за поддръжка.Има много начини и те се допълват взаимно: планиране, сезонен контрол и корекция на времето;Диагностика на неизправности и намалено обслужване на камиона.Въздействието се увеличава с размера на осветителната мрежа и се връща обратно в първоначалния случай на ROI.Пазарът казва, че този подход може да се изплати за около пет години и има потенциала да се изплати за по-малко време чрез включване на „по-меки“ концепции за интелигентен град, като тези със сензори за паркиране, монитори за трафик, контрол на качеството на въздуха и детектори за оръжия .

Guidehouse Insights, пазарен анализатор, проследява повече от 200 града, за да прецени скоростта на промяната;В него се казва, че една четвърт от градовете въвеждат интелигентни схеми за осветление.Продажбите на интелигентни системи растат.ABI Research изчислява, че глобалните приходи ще скочат десетократно до 1,7 милиарда долара до 2026 г. „Моментът на електрическата крушка“ на Земята е такъв;Инфраструктурата за улично осветление, която е тясно свързана с човешките дейности, е пътят напред като платформа за интелигентни градове в по-широк контекст.Още през 2022 г. повече от две трети от новите инсталации за улично осветление ще бъдат свързани с централна платформа за управление, за да интегрират данни от множество интелигентни градски сензори, каза ABI.

Адарш Кришнан, главен анализатор в ABI Research, каза: „Има много повече бизнес възможности за доставчиците на интелигентни градове, които използват инфраструктурата на градските осветителни стълбове чрез внедряване на безжична свързаност, сензори за околната среда и дори интелигентни камери.Предизвикателството е да се намерят жизнеспособни бизнес модели, които насърчават обществото да разгръща мултисензорни решения в мащаб по рентабилен начин.“

Въпросът вече не е дали да се свърже, а как и колко да се свърже на първо място.Както отбелязва Кришнан, част от това е свързано с бизнес модели, но парите вече се вливат в интелигентните градове чрез кооперативна комунална приватизация (ПЧП), където частни компании поемат финансов риск в замяна на успех в рисковия капитал.Базираните на абонамент договори „като услуга“ разпределят инвестициите през периодите на изплащане, което също стимулира дейността.

За разлика от тях уличните лампи в Европа се свързват към традиционните мрежи тип пчелна пита (обикновено 2G до LTE (4G)), както и към новото стандартно устройство HONEYCOMB Iot, LTE-M.Патентованата ултра-теснолентова (UNB) технология също влиза в действие, заедно със Zigbee, малко разпространение на Low-power Bluetooth и производни на IEEE 802.15.4.

Bluetooth Technology Alliance (SIG) поставя специален акцент върху интелигентните градове.Групата прогнозира, че доставките на Bluetooth с ниска мощност в интелигентните градове ще нараснат пет пъти през следващите пет години до 230 милиона годишно.Повечето са свързани с проследяване на активи на обществени места, като летища, стадиони, болници, търговски центрове и музеи.Bluetooth с ниска мощност обаче е насочен и към външни мрежи.„Решението за управление на активи подобрява използването на ресурсите на интелигентния град и помага за намаляване на градските оперативни разходи“, казаха от Bluetooth Technology Alliance.

Комбинацията от двете техники е по-добра!

Всяка технология обаче има своите противоречия, някои от които са решени в дебат.Например, UNB предлага по-строги ограничения за полезен товар и графици за доставка, като изключва паралелната поддръжка за множество сензорни приложения или за приложения като камери, които го изискват.Технологията с малък обхват е по-евтина и осигурява по-голяма пропускателна способност за разработване на настройки за осветление като платформа.Важно е, че те могат също така да играят резервна роля в случай на прекъсване на WAN сигнала и да осигурят средство за техниците да четат сензори директно за отстраняване на грешки и диагностика.Bluetooth с ниска мощност, например, работи с почти всеки смартфон на пазара.

Въпреки че по-плътната мрежа може да подобри устойчивостта, нейната архитектура става сложна и поставя по-високи енергийни изисквания към взаимосвързаните сензори от точка до точка.Обхватът на предаване също е проблематичен;Покритието с помощта на Zigbee и Bluetooth с ниска мощност е най-много само няколкостотин метра.Въпреки че различни технологии с малък обсег на действие са конкурентни и подходящи за мрежово базирани сензори за съседство, те са затворени мрежи, които в крайна сметка изискват използването на шлюзове за предаване на сигнали обратно към облака.

В края обикновено се добавя връзка тип пчелна пита.Тенденцията при доставчиците на интелигентно осветление е да използват свързаност от точка към облак тип пчелна пита, за да осигурят покритие на шлюз от 5 до 15 км разстояние или сензорно устройство.Технологията Beehive носи голям обхват на предаване и простота;Той също така осигурява готова мрежа и по-високо ниво на сигурност, според общността на Hive.

Нийл Йънг, ръководител на Internet of Things Vertical в GSMA, индустриален орган, представляващ операторите на мобилни мрежи, каза: „Операторите за действие… имат цялото покритие на цялата област, следователно не изисква допълнителна инфраструктура за свързване на устройствата за градско осветление и сензорите .В лицензирания спектър мрежата тип пчелна пита има безопасност и надеждност, означава, че операторът има най-добрите условия, може да поддържа голям брой нужди, много по-дълъг живот на батерията и минимална поддръжка и голямо разстояние на предаване на евтино оборудване.“

От всички налични технологии за свързване, HONEYCOMB ще отбележи най-голям растеж през следващите години, според ABI.Шумът около 5G мрежите и надпреварата за хостване на 5G инфраструктура подтикна операторите да грабнат осветителния стълб и да запълнят малки блокове тип пчелна пита в градска среда.В Съединените щати Лас Вегас и Сакраменто внедряват LTE и 5G, както и интелигентни градски сензори на уличното осветление чрез операторите AT&T и Verizon.Хонконг току-що разкри план за инсталиране на 400 5G-активирани стълба за лампи като част от своята инициатива за интелигентен град.

Тясна интеграция на хардуера

Nielsen добави: „Nordic предлага многорежимни продукти с малък и голям обсег, като неговият nRF52840 SoC поддържа Bluetooth с ниска мощност, Bluetooth Mesh и Zigbee, както и Thread и собствени 2.4ghz системи.Базираният на Honeycomb nRF9160 SiP на Nordic предлага както LTE-M, така и NB-iot поддръжка.Комбинацията от двете технологии носи предимства в производителността и разходите.“

Разделянето на честотите позволява на тези системи да съществуват съвместно, като първата работи в честотната лента от 2,4 GHz без разрешение, а втората работи навсякъде, където се намира LTE.При по-ниски и по-високи честоти има компромис между по-широко покритие и по-голям капацитет на предаване.Но в осветителните платформи безжичната технология с малък обхват обикновено се използва за взаимно свързване на сензори, периферната изчислителна мощност се използва за наблюдение и анализ, а honeycomb iot се използва за изпращане на данни обратно в облака, както и сензорен контрол за по-високи нива на поддръжка.

Досега двойката радиостанции с малък и голям обхват бяха добавени отделно, а не вградени в един и същи силиконов чип.В някои случаи компонентите са разделени, тъй като повредите на осветителя, сензора и радиото са различни.Въпреки това, интегрирането на двойни радиостанции в една система ще доведе до по-тясна технологична интеграция и по-ниски разходи за придобиване, които са ключови съображения за интелигентните градове.

Nordic смята, че пазарът се движи в тази посока.Компанията е интегрирала технологии за безжична връзка с малък обсег и IoT в хардуер и софтуер на ниво разработчици, така че производителите на решения да могат да стартират двойката едновременно в тестови приложения.Платката DK на Nordic за nRF9160 SiP е предназначена за разработчици, за да „накарат своите Honeycomb iot приложения да работят“;Nordic Thingy:91 е описан като „пълноценен готов шлюз“, който може да се използва като готова платформа за прототипиране или доказателство за концепцията за ранен продуктов дизайн.

И двете разполагат с многорежимна пчелна пита nRF9160 SiP и многопротоколен къс обхват nRF52840 SoC.Вградените системи, които комбинират двете технологии за комерсиално внедряване на IoT, са само на „месеци“ от комерсиализация, според Nordic.

Nordic Nielsen каза: „Платформата за интелигентно градско осветление е създадена с всички тези технологии за свързване;пазарът е много ясно как да ги комбинирате заедно, ние сме предоставили решения за борда за разработка на производителите, за да тестваме как работят заедно.Комбинирането им в бизнес решения е наложително, само за малко време.“

 


Време на публикуване: 29 март 2022 г
Онлайн чат WhatsApp!