Međusobno povezani pametni gradovi donose prekrasne snove. U takvim gradovima digitalne tehnologije isprepliću više jedinstvenih građanskih funkcija kako bi poboljšale operativnu učinkovitost i inteligenciju. Procjenjuje se da će do 2050. godine 70% svjetske populacije živjeti u pametnim gradovima, gdje će život biti zdrav, sretan i siguran. Ključno je da obećava biti zelen, posljednji adut čovječanstva protiv uništenja planeta.
Ali pametni gradovi su težak posao. Nove tehnologije su skupe, lokalne vlasti su ograničene, a politika se pomiče prema kratkim izbornim ciklusima, što otežava postizanje visoko operativnog i financijski učinkovitog centraliziranog modela implementacije tehnologije koji se ponovno koristi u urbanim područjima globalno ili nacionalno. Zapravo, većina vodećih pametnih gradova u naslovima zapravo su samo skup različitih tehnoloških eksperimenata i regionalnih sporednih projekata, s malo mogućnosti za širenje.
Pogledajmo kontejnere za otpad i parkirališta, koja su pametna sa senzorima i analitikom; U tom kontekstu, povrat ulaganja (ROI) je teško izračunati i standardizirati, posebno kada su vladine agencije toliko fragmentirane (između javnih agencija i privatnih usluga, kao i između gradova, regija i država). Pogledajmo praćenje kvalitete zraka; Kako je lako izračunati utjecaj čistog zraka na zdravstvene usluge u gradu? Logično, pametne gradove je teško implementirati, ali i teško poreći.
Međutim, postoji tračak svjetla u magli digitalnih promjena. Ulična rasvjeta u svim komunalnim uslugama pruža platformu gradovima za stjecanje pametnih funkcija i kombiniranje više aplikacija po prvi put. Pogledajte razne projekte pametne ulične rasvjete koji se provode u San Diegu u SAD-u i Kopenhagenu u Danskoj, a njihov broj raste. Ovi projekti kombiniraju nizove senzora s modularnim hardverskim jedinicama pričvršćenim na stupove rasvjete kako bi omogućili daljinsko upravljanje samom rasvjetom i pokretanje drugih funkcija, poput brojača prometa, monitora kvalitete zraka, pa čak i detektora oružja.
S visine stupova rasvjete, gradovi su počeli rješavati „životni standard“ grada na ulici, uključujući protok prometa i mobilnost, buku i onečišćenje zraka te nove poslovne prilike. Čak se i parkirni senzori, tradicionalno zakopani na parkiralištima, mogu jeftino i učinkovito spojiti na rasvjetnu infrastrukturu. Cijeli gradovi mogu se odjednom umrežiti i optimizirati bez kopanja ulica, najma prostora ili rješavanja apstraktnih računalnih problema o zdravijem životu i sigurnijim ulicama.
To funkcionira jer se, većinom, pametna rješenja rasvjete u početku ne računaju s uštedama od pametnih rješenja. Umjesto toga, održivost urbane digitalne revolucije slučajna je posljedica istovremenog razvoja rasvjete.
Uštede energije zamjenom žarulja sa žarnom niti LED rasvjetom, uz lako dostupne izvore napajanja i opsežnu rasvjetnu infrastrukturu, čine pametne gradove izvedivim.
Tempo LED konverzije već je stagnirao, a pametna rasvjeta je u procvatu. Prema Northeast Groupu, analitičaru pametne infrastrukture, oko 90% od 363 milijuna uličnih svjetala u svijetu bit će osvijetljeno LED diodama do 2027. godine. Trećina njih će također pokretati pametne aplikacije, trend koji je započeo prije nekoliko godina. Dok se ne objave značajna sredstva i nacrti, ulična rasvjeta je najprikladnija kao mrežna infrastruktura za razne digitalne tehnologije u velikim pametnim gradovima.
Uštedite troškove LED-a
Prema pravilima koja predlažu proizvođači rasvjete i senzora, pametna rasvjeta može smanjiti administrativne troškove i troškove održavanja povezane s infrastrukturom za 50 do 70 posto. No većina tih ušteda (oko 50 posto, dovoljno da napravi razliku) mogla bi se ostvariti jednostavnim prelaskom na energetski učinkovite LED žarulje. Ostatak uštede dolazi od povezivanja i upravljanja iluminatorima te prenošenja inteligentnih informacija o njihovom radu u rasvjetnoj mreži.
Samo centralizirane prilagodbe i promatranja mogu značajno smanjiti troškove održavanja. Postoji mnogo načina i oni se međusobno nadopunjuju: raspoređivanje, sezonska kontrola i prilagodba vremena; dijagnostika kvarova i smanjena prisutnost kamiona za održavanje. Utjecaj se povećava s veličinom mreže rasvjete i vraća se u početni slučaj povrata ulaganja. Tržište tvrdi da se ovaj pristup može isplatiti za otprilike pet godina i ima potencijal da se isplati u kraćem vremenu uključivanjem „mekših“ koncepata pametnog grada, kao što su oni sa senzorima za parkiranje, monitorima prometa, kontrolom kvalitete zraka i detektorima oružja.
Guidehouse Insights, tržišni analitičar, prati više od 200 gradova kako bi procijenio tempo promjena; navodi se da četvrtina gradova uvodi pametne sustave rasvjete. Prodaja pametnih sustava vrtoglavo raste. ABI Research izračunava da će globalni prihodi do 2026. porasti deset puta na 1,7 milijardi dolara. Zemljin „trenutak žarulje“ je ovakav; infrastruktura ulične rasvjete, koja je usko povezana s ljudskim aktivnostima, put je naprijed kao platforma za pametne gradove u širem kontekstu. Već 2022. više od dvije trećine novih instalacija ulične rasvjete bit će povezano s centralnom platformom za upravljanje kako bi se integrirali podaci s više senzora pametnih gradova, rekao je ABI.
Adarsh Krishnan, glavni analitičar u ABI Researchu, rekao je: „Postoji mnogo više poslovnih prilika za dobavljače pametnih gradova koji iskorištavaju infrastrukturu urbanih rasvjetnih stupova postavljanjem bežične povezivosti, senzora za okoliš, pa čak i pametnih kamera. Izazov je pronaći održive poslovne modele koji potiču društvo na primjenu višesenzorskih rješenja u velikim razmjerima na isplativ način.“
Pitanje više nije treba li se povezati, već kako i koliko se uopće povezati. Kao što Krishnan primjećuje, dio toga se odnosi na poslovne modele, ali novac već ulazi u pametne gradove kroz zadružnu privatizaciju komunalnih usluga (JPP), gdje privatne tvrtke preuzimaju financijski rizik u zamjenu za uspjeh u rizičnom kapitalu. Ugovori „kao usluga“ temeljeni na pretplati raspoređuju ulaganja tijekom razdoblja otplate, što je također potaknulo aktivnost.
Nasuprot tome, ulična rasvjeta u Europi spaja se na tradicionalne saćaste mreže (obično od 2G do LTE (4G)), kao i na novi HONEYCOMB Iot standardni uređaj, LTE-M. Vlasnička ultra-uskopojasna (UNB) tehnologija također dolazi do izražaja, zajedno sa Zigbee-om, malom varijantom Bluetootha niske snage i IEEE 802.15.4 derivatima.
Savez za Bluetooth tehnologiju (SIG) stavlja poseban naglasak na pametne gradove. Grupa predviđa da će se isporuke Bluetooth uređaja male snage u pametnim gradovima upeterostručiti u sljedećih pet godina, na 230 milijuna godišnje. Većina je povezana s praćenjem imovine na javnim mjestima, poput zračnih luka, stadiona, bolnica, trgovačkih centara i muzeja. Međutim, Bluetooth uređaji male snage namijenjeni su i vanjskim mrežama. „Rješenje za upravljanje imovinom poboljšava korištenje resursa pametnih gradova i pomaže u smanjenju troškova gradskog poslovanja“, priopćio je Savez za Bluetooth tehnologiju.
Kombinacija dvije tehnike je bolja!
Svaka tehnologija ima svoje kontroverze, od kojih su neke riješene raspravom. Na primjer, UNB predlaže stroža ograničenja korisnog tereta i rasporeda isporuke, isključujući paralelnu podršku za više senzorskih aplikacija ili za aplikacije poput kamera koje to zahtijevaju. Tehnologija kratkog dometa je jeftinija i pruža veći protok za razvoj postavki rasvjete kao platforme. Važno je da također mogu igrati rezervnu ulogu u slučaju prekida WAN signala i pružiti tehničarima sredstvo za izravno očitavanje senzora za otklanjanje pogrešaka i dijagnostiku. Bluetooth male snage, na primjer, radi s gotovo svim pametnim telefonima na tržištu.
Iako gušća mreža može poboljšati robusnost, njezina arhitektura postaje složena i stavlja veće energetske zahtjeve na međusobno povezane senzore od točke do točke. Domet prijenosa je također problematičan; pokrivenost korištenjem Zigbee-a i Bluetootha male snage je najviše nekoliko stotina metara. Iako su razne tehnologije kratkog dometa konkurentne i dobro prilagođene senzorima temeljenim na mreži, koji obuhvaćaju cijelo susjedstvo, to su zatvorene mreže koje u konačnici zahtijevaju korištenje pristupnika za prijenos signala natrag u oblak.
Saćasta veza se obično dodaje na kraju. Trend kod dobavljača pametne rasvjete je korištenje saćaste veze od točke do oblaka kako bi se osigurala pokrivenost pristupnika ili senzorskih uređaja na udaljenosti od 5 do 15 km. Beehive tehnologija donosi veliki domet prijenosa i jednostavnost; Također pruža gotovo umrežavanje i višu razinu sigurnosti, prema Hive zajednici.
Neill Young, voditelj odjela Internet of Things Vertical pri GSMA-i, industrijskom tijelu koje predstavlja operatore mobilnih mreža, rekao je: „Action operators… ima pokrivenost cijelog područja, stoga ne zahtijeva dodatnu infrastrukturu za povezivanje uređaja za urbanu rasvjetu i senzora. U licenciranoj mreži spektra saćastog tipa postoji sigurnost i pouzdanost, što znači da operator ima najbolje uvjete, može podržati veliki broj potreba, puno dulji vijek trajanja baterije i minimalno održavanje te veliku udaljenost prijenosa jeftine opreme.“
Od svih dostupnih tehnologija povezivanja, HONEYCOMB će doživjeti najveći rast u nadolazećim godinama, prema ABI-ju. Buka oko 5G mreža i borba za postavljanje 5G infrastrukture potaknula je operatere da se hvataju za stupove ulične rasvjete i popunjavaju male saćaste jedinice u urbanim okruženjima. U Sjedinjenim Državama, Las Vegas i Sacramento postavljaju LTE i 5G, kao i senzore pametnih gradova, na ulične svjetiljke putem operatera AT&T i Verizon. Hong Kong je upravo predstavio plan za postavljanje 400 stupova ulične rasvjete s omogućenom 5G mrežom kao dio svoje inicijative za pametne gradove.
Čvrsta integracija hardvera
Nielsen je dodao: „Nordic nudi višemodne proizvode kratkog i dugog dometa, a njegov nRF52840 SoC podržava Bluetooth niske potrošnje energije, Bluetooth Mesh i Zigbee, kao i Thread i vlasničke 2,4 GHz sustave. Nordicov nRF9160 SiP temeljen na Honeycombu nudi podršku za LTE-M i NB-IoT. Kombinacija ove dvije tehnologije donosi prednosti u performansama i troškovima.“
Frekvencijska odvojenost omogućuje koegzistenciju ovih sustava, pri čemu prvi radi u pojasu od 2,4 GHz bez dopuštenja, a drugi radi gdje god se nalazi LTE. Na nižim i višim frekvencijama postoji kompromis između šire pokrivenosti područja i većeg kapaciteta prijenosa. No, u platformama za rasvjetu, bežična tehnologija kratkog dometa obično se koristi za međusobno povezivanje senzora, snaga rubnog računalstva koristi se za promatranje i analizu, a saćasti IoT se koristi za slanje podataka natrag u oblak, kao i za kontrolu senzora za više razine održavanja.
Do sada su par radio uređaja kratkog i dugog dometa dodavani odvojeno, nisu bili ugrađeni u isti silicijski čip. U nekim slučajevima, komponente su odvojene jer su kvarovi iluminatora, senzora i radija različiti. Međutim, integracija dvostrukih radio uređaja u jedan sustav rezultirat će bližom integracijom tehnologije i nižim troškovima nabave, što su ključni faktori za pametne gradove.
Nordic smatra da se tržište kreće u tom smjeru. Tvrtka je integrirala bežične tehnologije kratkog dometa i tehnologije povezivanja saćastog interneta stvari (IoT) u hardver i softver na razini programera kako bi proizvođači rješenja mogli istovremeno pokretati par u testnim aplikacijama. Nordicova ploča DK za nRF9160 SiP dizajnirana je za programere kako bi „natjerali svoje Honeycomb IoT aplikacije da rade“; Nordic Thingy:91 opisan je kao „potpuno razvijeni gotov pristupnik“ koji se može koristiti kao gotova platforma za izradu prototipova ili provjera koncepta za rane dizajne proizvoda.
Oba imaju višemodni saćasti nRF9160 SiP i višeprotokolni kratkodometni nRF52840 SoC. Ugrađeni sustavi koji kombiniraju dvije tehnologije za komercijalne IoT implementacije udaljeni su samo "mjeseci" od komercijalizacije, prema Nordicu.
Nordic Nielsen je izjavio: „Platforma za pametnu gradsku rasvjetu uspostavljena je za sve ove tehnologije povezivanja; tržište je vrlo jasno kako ih kombinirati, pružili smo rješenja za razvojne ploče proizvođača kako bismo testirali kako funkcioniraju zajedno. Njihovo kombiniranje u poslovna rješenja je neophodno, samo je pitanje vremena.“
Vrijeme objave: 29. ožujka 2022.