Меѓусебно поврзаните паметни градови носат прекрасни соништа. Во таквите градови, дигиталните технологии испреплетуваат повеќе уникатни граѓански функции за да ја подобрат оперативната ефикасност и интелигенцијата. Се проценува дека до 2050 година, 70% од светската популација ќе живее во паметни градови, каде што животот ќе биде здрав, среќен и безбеден. Клучно е што ветува дека ќе биде зелен, последниот адут на човештвото против уништувањето на планетата.
Но, паметните градови се тешка работа. Новите технологии се скапи, локалните самоуправи се ограничени, а политиката се префрла на кратки изборни циклуси, што го отежнува постигнувањето на високо оперативен и финансиски ефикасен централизиран модел за распоредување на технологија што се користи повторно во урбаните средини на глобално или национално ниво. Всушност, повеќето од водечките паметни градови во насловите се всушност само збир од различни технолошки експерименти и регионални споредни проекти, со малку можности за проширување.
Да ги погледнеме контејнерите за отпад и паркинзите, кои се паметни со сензори и аналитика; Во овој контекст, повратот на инвестицијата (ROI) е тешко да се пресмета и стандардизира, особено кога владините агенции се толку фрагментирани (помеѓу јавните агенции и приватните служби, како и помеѓу градовите, регионите и земјите). Да го погледнеме мониторингот на квалитетот на воздухот; Како е лесно да се пресмета влијанието на чистиот воздух врз здравствените услуги во еден град? Логично, паметните градови се тешки за имплементација, но исто така и тешко се негираат.
Сепак, постои зрак светлина во маглата на дигиталните промени. Уличното осветлување во сите општински услуги им обезбедува платформа на градовите да стекнат паметни функции и да комбинираат повеќе апликации за прв пат. Погледнете ги различните проекти за паметно улично осветлување што се спроведуваат во Сан Диего во САД и Копенхаген во Данска, и нивниот број се зголемува. Овие проекти комбинираат низи од сензори со модуларни хардверски единици фиксирани на светлосни столбови за да овозможат далечинска контрола на самото осветлување и да извршуваат други функции, како што се бројачи на сообраќај, монитори за квалитет на воздух, па дури и детектори за оружје.
Од врвот на светилките, градовите почнаа да се справуваат со „живото“ ниво на градот на улицата, вклучувајќи го протокот на сообраќај и мобилноста, бучавата и загадувањето на воздухот, како и новите деловни можности. Дури и сензорите за паркирање, традиционално закопани на паркинзите, можат ефтино и ефикасно да се поврзат со инфраструктурата за осветлување. Цели градови одеднаш можат да се вмрежат и оптимизираат без копање улици или изнајмување простор или решавање апстрактни компјутерски проблеми за поздрав живот и побезбедни улици.
Ова функционира бидејќи, во најголем дел, решенијата за паметно осветлување првично не се пресметуваат со облог на заштеди од паметни решенија. Наместо тоа, одржливоста на урбаната дигитална револуција е случајна последица од истовремениот развој на осветлувањето.
Заштедата на енергија од замената на блескавите светилки со LED осветлување со цврста состојба, заедно со лесно достапните напојувања и обемната инфраструктура за осветлување, ги прават паметните градови изводливи.
Темпото на конверзија на LED светилки е веќе стабилно, а паметното осветлување е во подем. Околу 90% од 363 милиони улични светилки во светот ќе бидат осветлени со LED светилки до 2027 година, според Northeast Group, аналитичар за паметна инфраструктура. Една третина од нив ќе користат и паметни апликации, тренд што започна пред неколку години. Додека не се објават значително финансирање и планови, уличното осветлување е најсоодветно како мрежна инфраструктура за разни дигитални технологии во големи паметни градови.
Заштедете трошоци за LED диоди
Според општите правила предложени од производителите на осветлување и сензори, паметното осветлување може да ги намали административните трошоци и трошоците за одржување поврзани со инфраструктурата за 50 до 70 проценти. Но, поголемиот дел од тие заштеди (околу 50 проценти, доволно за да се направи разлика) би можеле да се реализираат едноставно со префрлување на енергетски ефикасни LED светилки. Остатокот од заштедите доаѓа од поврзување и контролирање на осветлувачите и пренесување на интелигентни информации за тоа како тие работат низ мрежата за осветлување.
Централизираните прилагодувања и набљудувања сами по себе можат значително да ги намалат трошоците за одржување. Постојат многу начини, и тие се надополнуваат едни со други: распоред, сезонска контрола и прилагодување на времето; дијагностицирање на грешки и намалено присуство на камиони за одржување. Влијанието се зголемува со големината на мрежата за осветлување и се враќа во почетниот случај на поврат на инвестицијата. Пазарот вели дека овој пристап може да се исплати за околу пет години и има потенцијал да се исплати за помалку време со вклучување на „помеки“ концепти за паметни градови, како што се оние со сензори за паркирање, монитори за сообраќај, контрола на квалитетот на воздухот и детектори за оружје.
„Гајдхаус Инсајтс“, аналитичар на пазарот, следи повеќе од 200 градови за да го процени темпото на промените; се вели дека една четвртина од градовите воведуваат шеми за паметно осветлување. Продажбата на паметни системи е во пораст. „АБИ Рисрч“ пресметува дека глобалните приходи ќе се зголемат десеткратно на 1,7 милијарди долари до 2026 година. „Моментот на сијалицата“ на Земјата е ваков; Инфраструктурата за улично осветлување, која е тесно поврзана со човековите активности, е патот напред како платформа за паметни градови во поширок контекст. Уште во 2022 година, повеќе од две третини од новите инсталации за улично осветлување ќе бидат поврзани со централна платформа за управување за интегрирање на податоци од повеќе сензори за паметни градови, соопшти АБИ.
Адарш Кришнан, главен аналитичар во ABI Research, изјави: „Постојат многу повеќе деловни можности за продавачите на паметни градови кои ја користат урбаната инфраструктура на светлосни столбови со распоредување безжична поврзаност, еколошки сензори, па дури и паметни камери. Предизвикот е да се пронајдат одржливи бизнис модели кои го охрабруваат општеството да распореди мултисензорски решенија во голем обем на економичен начин.“
Прашањето повеќе не е дали да се поврзе, туку како и колку да се поврзе на прво место. Како што забележува Кришнан, дел од ова се однесува на бизнис моделите, но парите веќе се влеваат во паметните градови преку кооперативна приватизација на комуналните услуги (ЈПП), каде што приватните компании преземаат финансиски ризик во замена за успех во ризичен капитал. Договорите „како услуга“ базирани на претплата ги распределуваат инвестициите во периодите на враќање, што исто така ја поттикна активноста.
Спротивно на тоа, уличните светилки во Европа се поврзуваат со традиционалните мрежи „honeycomb“ (обично 2G до LTE (4G)), како и со новиот стандарден уред HONEYCOMB IoT, LTE-M. Исто така, влегува во игра и сопствената ултра-теснопојасна (UNB) технологија, заедно со Zigbee, мала разновидност на Bluetooth со ниска потрошувачка на енергија и деривати на IEEE 802.15.4.
Алијансата за Bluetooth технологија (SIG) става посебен акцент на паметните градови. Групата предвидува дека пратките на Bluetooth со ниска потрошувачка на енергија во паметните градови ќе пораснат петкратно во текот на следните пет години, на 230 милиони годишно. Повеќето се поврзани со следење на средства на јавни места, како што се аеродроми, стадиони, болници, трговски центри и музеи. Сепак, Bluetooth со ниска потрошувачка на енергија е наменет и за надворешни мрежи. „Решението за управување со средства го подобрува користењето на ресурсите на паметните градови и помага во намалувањето на трошоците за урбано работење“, соопшти Алијансата за Bluetooth технологија.
Комбинацијата од двете техники е подобра!
Сепак, секоја технологија има свои контроверзии, од кои некои се решени во дебата. На пример, UNB предлага построги ограничувања за товарот и распоредите за испорака, исклучувајќи ја паралелната поддршка за повеќекратни сензорски апликации или за апликации како што се камерите на кои им е потребна. Технологијата со краток домет е поевтина и обезбедува поголем проток за развој на поставки за осветлување како платформа. Важно е да се напомене дека тие можат да играат и резервна улога во случај на прекин на WAN сигналот и да им обезбедат на техничарите начин директно да ги читаат сензорите за дебагирање и дијагностика. Bluetooth со ниска потрошувачка на енергија, на пример, работи со речиси секој паметен телефон на пазарот.
Иако погустата мрежа може да ја зголеми робусноста, нејзината архитектура станува комплексна и поставува поголеми енергетски барања за меѓусебно поврзани сензори од точка до точка. Опсегот на пренос е исто така проблематичен; Покриеноста со користење на Zigbee и Bluetooth со ниска потрошувачка е најмногу само неколку стотици метри. Иако различни технологии со краток домет се конкурентни и добро прилагодени за сензори базирани на мрежа, кои се движат низ целиот сосед, тие се затворени мрежи кои на крајот бараат употреба на портали за пренос на сигнали назад до облакот.
На крајот обично се додава саќеста конекција. Трендот кај продавачите на паметно осветлување е да користат саќеста конекција од точка до облак за да обезбедат покриеност на портал или сензорски уред на растојание од 5 до 15 км. Технологијата Beehive нуди голем опсег на пренос и едноставност; Исто така, обезбедува готови мрежи и повисоко ниво на безбедност, според заедницата Hive.
Нил Јанг, раководител на „Интернет на нештата вертикално“ во GSMA, индустриско тело кое ги претставува операторите на мобилни мрежи, изјави: „Операторите на акција... имаат целосна покриеност на целата област, затоа не бараат дополнителна инфраструктура за поврзување на уредите и сензорите за урбано осветлување. Во лиценцираниот спектар, мрежата со саќе има безбедност и сигурност, што значи дека операторот има најдобри услови, може да поддржи голем број потреби, многу подолго траење на батеријата и минимално одржување и долго растојание за пренос на опрема со ниска цена.“
Од сите достапни технологии за поврзување, HONEYCOMB ќе забележи најголем раст во наредните години, според ABI. Впечатокот околу 5G мрежите и трката за хостирање на 5G инфраструктура ги поттикна операторите да ги зграпчат светилките и да ги наполнат малите саќести единици во урбаните средини. Во Соединетите Американски Држави, Лас Вегас и Сакраменто распоредуваат LTE и 5G, како и сензори за паметни градови, на уличните светилки преку операторите AT&T и Verizon. Хонг Конг штотуку откри план за инсталирање на 400 5G улични бандери како дел од својата иницијатива за паметни градови.
Тесна интеграција на хардверот
Нилсен додаде: „Нордик нуди мултирежимски производи со краток и долг дострел, со својот nRF52840 SoC кој поддржува Bluetooth со мала потрошувачка на енергија, Bluetooth Mesh и Zigbee, како и Thread и сопственички 2.4ghz системи. nRF9160 SiP на Нордик, базиран на Honeycomb, нуди поддршка и за LTE-M и за NB-iot. Комбинацијата на двете технологии носи предности во перформансите и трошоците.“
Разделувањето на фреквенциите им овозможува на овие системи да коегзистираат, при што првиот работи во опсегот од 2,4 GHz без дозволи, а вториот работи каде што се наоѓа LTE. На пониски и повисоки фреквенции, постои компромис помеѓу поширока покриеност на подрачјето и поголем преносен капацитет. Но, кај платформите за осветлување, безжичната технологија со краток домет обично се користи за меѓусебно поврзување на сензорите, моќта на edge computing се користи за набљудување и анализа, а honeycomb iot се користи за испраќање податоци назад во облакот, како и контрола на сензорите за повисоки нивоа на одржување.
Досега, парот радио приемници со краток и долг дострел беа додавани одделно, а не вградени во истиот силиконски чип. Во некои случаи, компонентите се одделени бидејќи дефектите на осветлувачот, сензорот и радиото се различни. Сепак, интегрирањето на двојни радио приемници во еден систем ќе резултира со поблиска интеграција на технологијата и пониски трошоци за набавка, што се клучни фактори за паметните градови.
Нордик смета дека пазарот се движи во таа насока. Компанијата интегрираше технологии за краткорочна безжична и Honeycomb IoT конекција во хардвер и софтвер на ниво на развивач, така што производителите на решенија можат да ги користат двата истовремено во тест апликации. Плочата DK на Нордик за nRF9160 SiP е дизајнирана за развивачи за да „ги направат своите Honeycomb IoT апликации да работат“; Nordic Thingy:91 е опишан како „целосно развиен готов портал“ што може да се користи како готова платформа за прототипирање или доказ за концепт за рани дизајни на производи.
И двата имаат повеќережимски саќест nRF9160 SiP и повеќепротоколски SoC со краток дострел nRF52840. Според Nordic, вградените системи што ги комбинираат двете технологии за комерцијално распоредување на IoT се само „месеци“ далеку од комерцијализација.
Нордик Нилсен изјави: „Поставена е платформа за паметно градско осветлување со сите овие технологии за поврзување; пазарот е многу јасен како да се комбинираат заедно, обезбедивме решенија за одборот за развој на производителите, за да се тестира како тие работат заедно. Нивното комбинирање во деловни решенија е императив, само за прашање на време.“
Време на објавување: 29 март 2022 година