As cidades intelixentes interconectadas traen fermosos soños. Nestas cidades, as tecnoloxías dixitais unen múltiples funcións cívicas únicas para mellorar a eficiencia operativa e a intelixencia. Estímase que para 2050, o 70% da poboación mundial vivirá en cidades intelixentes, onde a vida será saudable, feliz e segura. De xeito crucial, promete ser verde, o último trunfo da humanidade contra a destrución do planeta.
Pero as cidades intelixentes son un traballo duro. As novas tecnoloxías son caras, os gobernos locais están limitados e a política cambia a ciclos electorais curtos, o que dificulta a consecución dun modelo de implantación centralizada de tecnoloxía altamente operativa e eficiente financeira que se reutilice en áreas urbanas a nivel mundial ou nacional. De feito, a maioría das principais cidades intelixentes dos titulares son realmente só unha colección de diferentes experimentos tecnolóxicos e proxectos paralelos rexionais, con pouco que esperar para expandirse.
Vexamos os lixos e os aparcamentos, que son intelixentes con sensores e analíticas; Neste contexto, o retorno do investimento (ROI) é difícil de calcular e estandarizar, especialmente cando as axencias gobernamentais están tan fragmentadas (entre axencias públicas e servizos privados, así como entre vilas, cidades, rexións e países). Mire a vixilancia da calidade do aire; Como é fácil calcular o impacto do aire limpo nos servizos sanitarios dunha cidade? Loxicamente, as cidades intelixentes son difíciles de implementar, pero tamén difíciles de negar.
Non obstante, hai un chisco de luz na néboa do cambio dixital. O alumeado público de todos os servizos municipais proporciona unha plataforma para que as cidades adquiran funcións intelixentes e combinen múltiples aplicacións por primeira vez. Mire os distintos proxectos de iluminación pública intelixente que se están a implementar en San Diego, nos Estados Unidos, e en Copenhague, en Dinamarca, e están aumentando en número. Estes proxectos combinan matrices de sensores con unidades de hardware modulares fixadas en postes de luz para permitir o control remoto da propia iluminación e para executar outras funcións, como contadores de tráfico, monitores de calidade do aire e mesmo detectores de armas.
Desde a altura do poste da luz, as cidades comezaron a abordar a "habitabilidade" da cidade na rúa, incluíndo o fluxo de tráfico e a mobilidade, a contaminación acústica e atmosférica e as oportunidades de negocio emerxentes. Mesmo os sensores de aparcamento, tradicionalmente enterrados nos aparcamentos, poden conectarse de forma económica e eficiente á infraestrutura de iluminación. De súpeto pódense conectar en rede e optimizar cidades enteiras sen desenterrar rúas nin alugar espazos nin resolver problemas de computación abstractos sobre unha vida máis saudable e rúas máis seguras.
Isto funciona porque, na súa maior parte, as solucións de iluminación intelixente non se calculan inicialmente cunha aposta polo aforro das solucións intelixentes. Pola contra, a viabilidade da revolución dixital urbana é unha consecuencia accidental do desenvolvemento simultáneo da iluminación.
O aforro enerxético derivado da substitución de lámpadas incandescentes por iluminación LED de estado sólido, xunto coas fontes de alimentación dispoñibles e unha ampla infraestrutura de iluminación, fan que as cidades intelixentes sexan factibles.
O ritmo de conversión de LED xa é plano e a iluminación intelixente está en auxe. Aproximadamente o 90% dos 363 millóns de farolas do mundo estarán iluminadas con leds para 2027, segundo o Northeast Group, un analista de infraestruturas intelixentes. Un terzo deles tamén executará aplicacións intelixentes, unha tendencia que comezou hai uns anos. Ata que se publiquen fondos e planos substanciais, o alumeado público é o máis adecuado como infraestrutura de rede para varias tecnoloxías dixitais en cidades intelixentes a gran escala.
Aforrar custo LED
Segundo as regras xerais propostas polos fabricantes de iluminación e sensores, a iluminación intelixente pode reducir os custos administrativos e de mantemento relacionados coa infraestrutura entre un 50 e un 70 por cento. Pero a maioría deses aforros (un 50 por cento, o suficiente para marcar a diferenza) poderían realizarse simplemente cambiando a lámpadas LED de eficiencia enerxética. O resto do aforro provén de conectar e controlar os iluminadores e transmitir información intelixente sobre o seu funcionamento na rede de iluminación.
Só os axustes e observacións centralizadas poden reducir significativamente os custos de mantemento. Hai moitas formas, e compleméntanse: programación, control estacional e axuste de tempo; Diagnóstico de avarías e redución da asistencia do camión de mantemento. O impacto aumenta co tamaño da rede de iluminación e volve ao caso de ROI inicial. O mercado di que este enfoque pode pagarse por si mesmo nuns cinco anos e ten o potencial de pagar por si mesmo en menos tempo incorporando conceptos de cidade intelixente "máis suave", como os que teñen sensores de aparcamento, monitores de tráfico, control de calidade do aire e detectores de armas. .
Guidehouse Insights, un analista de mercado, rastrexa máis de 200 cidades para medir o ritmo do cambio; Di que unha cuarta parte das cidades están implementando esquemas de iluminación intelixente. As vendas de sistemas intelixentes están a disparar. ABI Research calcula que os ingresos globais aumentarán por dez ata os 1.700 millóns de dólares en 2026. O "momento da bombilla" da Terra é así; A infraestrutura de alumeado público, que está intimamente relacionada coas actividades humanas, é o camiño a seguir como plataforma para as cidades intelixentes nun contexto máis amplo. Xa en 2022, máis de dous terzos das novas instalacións de alumeado público estarán vinculadas a unha plataforma de xestión central para integrar datos de múltiples sensores de cidades intelixentes, dixo ABI.
Adarsh Krishnan, analista principal de ABI Research, dixo: "Hai moitas máis oportunidades de negocio para os vendedores de cidades intelixentes que aproveitan a infraestrutura urbana de postes de luz mediante a implantación de conectividade sen fíos, sensores ambientais e incluso cámaras intelixentes. O reto é atopar modelos de negocio viables que animen á sociedade a implantar solucións multisensor a escala dun xeito rendible".
A cuestión xa non é se conectar, senón como e canto conectarse en primeiro lugar. Como observa Krishnan, parte disto trata sobre modelos de negocio, pero o diñeiro xa está a fluír cara ás cidades intelixentes a través da privatización cooperativa de servizos públicos (PPP), onde as empresas privadas asumen riscos financeiros a cambio do éxito no capital risco. Os contratos "como servizo" baseados na subscrición distribuíron o investimento en períodos de amortización, o que tamén estimulou a actividade.
Pola contra, Streetlights en Europa estase a conectar ás redes tradicionais de panal (normalmente 2G ata LTE (4G)), así como ao novo dispositivo estándar HONEYCOMB Iot, LTE-M. Tamén está entrando en xogo a tecnoloxía propietaria de banda ultra estreita (UNB), xunto con Zigbee, unha pequena extensión de Bluetooth de baixa potencia e derivados de IEEE 802.15.4.
A Bluetooth Technology Alliance (SIG) fai especial fincapé nas cidades intelixentes. O grupo prevé que os envíos de Bluetooth de baixa potencia nas cidades intelixentes quintuplicarán nos próximos cinco anos, ata os 230 millóns ao ano. A maioría están vinculadas ao seguimento de activos en lugares públicos, como aeroportos, estadios, hospitais, centros comerciais e museos. Non obstante, o Bluetooth de baixa potencia tamén está dirixido a redes exteriores. "A solución de xestión de activos mellora a utilización dos recursos da cidade intelixente e axuda a reducir os custos operativos urbanos", dixo a Bluetooth Technology Alliance.
Unha combinación das dúas técnicas é mellor!
Cada tecnoloxía ten as súas controversias, con todo, algunhas das cales foron resoltas en debate. Por exemplo, UNB propón límites máis estritos sobre a carga útil e os horarios de entrega, descartando o soporte paralelo para aplicacións de sensores múltiples ou para aplicacións como cámaras que o requiran. A tecnoloxía de curto alcance é máis barata e ofrece un maior rendemento para desenvolver a configuración da iluminación como unha plataforma. É importante destacar que tamén poden desempeñar un papel de copia de seguridade en caso de desconexión do sinal da WAN e proporcionar un medio para que os técnicos lean os sensores directamente para a depuración e diagnóstico. Bluetooth de baixa potencia, por exemplo, funciona con case todos os teléfonos intelixentes do mercado.
Aínda que unha rede máis densa pode mellorar a robustez, a súa arquitectura vólvese complexa e supón unha maior demanda de enerxía nos sensores punto a punto interconectados. O rango de transmisión tamén é problemático; A cobertura usando Zigbee e Bluetooth de baixa potencia é de só uns centos de metros como máximo. Aínda que unha variedade de tecnoloxías de curto alcance son competitivas e moi adecuadas para sensores baseados na rede e en toda a veciñanza, son redes pechadas que, en última instancia, requiren o uso de pasarelas para transmitir sinais de volta á nube.
Ao final adoita engadirse unha conexión tipo panal. A tendencia dos vendedores de iluminación intelixente é utilizar a conectividade punto a nube para proporcionar unha pasarela de distancia de 5 a 15 km ou unha cobertura de dispositivos sensores. A tecnoloxía Beehive trae un gran rango de transmisión e simplicidade; Tamén ofrece redes dispoñibles e un maior nivel de seguridade, segundo a comunidade Hive.
Neill Young, xefe de Internet of Things Vertical da GSMA, un organismo da industria que representa aos operadores de redes móbiles, dixo: "Os operadores de acción... teñen toda a cobertura de toda a área, polo que non requiren infraestrutura adicional para conectar os dispositivos e sensores de iluminación urbana. . Na rede de panal de espectro con licenza ten seguridade e fiabilidade, o que significa que o operador ten as mellores condicións, pode soportar un gran número de necesidades, unha vida útil da batería moito máis longa e un mantemento mínimo e unha longa distancia de transmisión de equipos de baixo custo.
De todas as tecnoloxías de conectividade dispoñibles, HONEYCOMB terá o maior crecemento nos próximos anos, segundo ABI. O zumbido sobre as redes 5G e a loita por albergar infraestrutura 5G levou aos operadores a coller o poste de luz e encher pequenas unidades de favo en ambientes urbanos. Nos Estados Unidos, Las Vegas e Sacramento están implantando LTE e 5G, así como sensores de cidades intelixentes, nas luces das rúas a través dos operadores AT&T e Verizon. Hong Kong acaba de presentar un plan para instalar 400 farolas habilitadas para 5G como parte da súa iniciativa de cidade intelixente.
Estreita integración do hardware
Nielsen engadiu: "Nordic ofrece produtos multimodo de curto e longo alcance, co seu SoC nRF52840 que admite Bluetooth de baixa potencia, Bluetooth Mesh e Zigbee, así como Thread e sistemas propietarios de 2,4 GHz. O SiP nRF9160 baseado en Honeycomb de Nordic ofrece soporte tanto para LTE-M como NB-iot. A combinación das dúas tecnoloxías trae vantaxes de rendemento e custo".
A separación de frecuencias permite que estes sistemas coexistan, os primeiros funcionando na banda de 2,4 GHz sen permisos e os segundos onde se atope LTE. A frecuencias máis baixas e máis altas, hai unha compensación entre unha cobertura de área máis ampla e unha maior capacidade de transmisión. Pero nas plataformas de iluminación, a tecnoloxía sen fíos de curto alcance adoita utilizarse para interconectar sensores, a potencia de computación de punta úsase para a observación e análise e o honeycomb iot úsase para enviar datos de volta á nube, así como o control de sensores para niveis de mantemento máis altos.
Ata agora, o par de radios de curto e longo alcance engadíronse por separado, non incorporados no mesmo chip de silicio. Nalgúns casos, os compoñentes están separados porque os fallos do iluminador, sensor e radio son todos diferentes. Non obstante, a integración de radios dobres nun único sistema producirá unha integración tecnolóxica máis estreita e uns custos de adquisición máis baixos, que son consideracións fundamentais para as cidades intelixentes.
Nordic pensa que o mercado está a moverse nesa dirección. A compañía integrou tecnoloxías de conectividade IoT sen fíos e de panal de mel de curto alcance en hardware e software a nivel de desenvolvedores para que os fabricantes de solucións poidan executar o par simultaneamente en aplicacións de proba. A placa DK de Nordic para nRF9160 SiP foi deseñada para que os desenvolvedores "fagan funcionar as súas aplicacións Honeycomb iot"; Nordic Thingy:91 foi descrito como unha "pasarela de entrada completa" que se pode usar como plataforma de prototipado ou proba de concepto para os primeiros deseños de produtos.
Ambos teñen un SoC multimodo de panal nRF9160 SiP e un SoC de curto alcance multiprotocolo nRF52840. Segundo Nordic, os sistemas integrados que combinan as dúas tecnoloxías para implantacións comerciais de IoT están a só "meses" de comercialización.
Nordic Nielsen dixo: "a plataforma de iluminación da cidade intelixente configurouse todas estas tecnoloxías de conexión; O mercado é moi claro como combinalos xuntos, proporcionamos solucións para a tarxeta de desenvolvemento dos fabricantes, para probar como traballan xuntos. Combínanse en solucións empresariais é imprescindible, en cuestión de tempo".
Hora de publicación: 29-mar-2022