Các thành phố thông minh liên kết với nhau mang đến những giấc mơ đẹp. Ở các thành phố như vậy, các công nghệ kỹ thuật số kết hợp nhiều chức năng công dân độc đáo để cải thiện hiệu quả hoạt động và trí thông minh. Ước tính vào năm 2050, 70% dân số thế giới sẽ sống ở các thành phố thông minh, nơi cuộc sống sẽ khỏe mạnh, hạnh phúc và an toàn. Điều quan trọng, nó hứa hẹn sẽ là Green, thẻ Trump cuối cùng của loài người chống lại sự phá hủy của hành tinh.
Nhưng các thành phố thông minh là công việc khó khăn. Các công nghệ mới rất tốn kém, chính quyền địa phương bị hạn chế, và chính trị chuyển sang các chu kỳ bầu cử ngắn, gây khó khăn cho việc đạt được mô hình triển khai công nghệ tập trung hiệu quả và hoạt động cao, được sử dụng lại ở khu vực đô thị trên toàn cầu hoặc quốc gia. Trên thực tế, hầu hết các thành phố thông minh hàng đầu trong các tiêu đề thực sự chỉ là một tập hợp các thí nghiệm công nghệ khác nhau và các dự án phụ trong khu vực, mà rất ít mong muốn mở rộng.
Hãy xem xét các bãi rác và bãi đậu xe, thông minh với các cảm biến và phân tích; Trong bối cảnh này, lợi tức đầu tư (ROI) rất khó tính toán và tiêu chuẩn hóa, đặc biệt là khi các cơ quan chính phủ bị phân mảnh (giữa các cơ quan công cộng và dịch vụ tư nhân, cũng như giữa các thị trấn, thành phố, khu vực và quốc gia). Nhìn vào giám sát chất lượng không khí; Làm thế nào là dễ dàng để tính toán tác động của không khí sạch đối với các dịch vụ y tế trong một thành phố? Về mặt logic, các thành phố thông minh rất khó thực hiện, nhưng cũng khó từ chối.
Tuy nhiên, có một tia sáng trong sương mù của sự thay đổi kỹ thuật số. Ánh sáng đường phố trong tất cả các dịch vụ thành phố cung cấp một nền tảng cho các thành phố để có được các chức năng thông minh và lần đầu tiên kết hợp nhiều ứng dụng. Hãy nhìn vào các dự án chiếu sáng đường phố thông minh khác nhau đang được triển khai ở San Diego ở Mỹ và Copenhagen ở Đan Mạch, và họ đang tăng số lượng. Các dự án này kết hợp các mảng cảm biến với các đơn vị phần cứng mô -đun được cố định với các cực ánh sáng để cho phép điều khiển từ xa của chính ánh sáng và chạy các chức năng khác, chẳng hạn như bộ đếm lưu lượng truy cập, màn hình chất lượng không khí và thậm chí cả máy dò súng.
Từ độ cao của cột ánh sáng, các thành phố đã bắt đầu giải quyết khả năng sống của thành phố trên đường phố, bao gồm lưu lượng giao thông và di động, ô nhiễm tiếng ồn và không khí, và các cơ hội kinh doanh mới nổi. Ngay cả các cảm biến đỗ xe, theo truyền thống được chôn trong bãi đỗ xe, có thể được kết nối với giá rẻ và hiệu quả với cơ sở hạ tầng chiếu sáng. Toàn bộ thành phố có thể đột nhiên được nối mạng và tối ưu hóa mà không cần đào đường hoặc thuê không gian hoặc giải quyết các vấn đề tính toán trừu tượng về cuộc sống lành mạnh hơn và đường phố an toàn hơn.
Điều này hoạt động bởi vì, phần lớn, các giải pháp chiếu sáng thông minh ban đầu không được tính toán với việc đặt cược vào tiết kiệm từ các giải pháp thông minh. Thay vào đó, khả năng tồn tại của cuộc cách mạng kỹ thuật số đô thị là hậu quả tình cờ của sự phát triển đồng thời của ánh sáng.
Tiết kiệm năng lượng từ việc thay thế bóng đèn sợi đốt bằng ánh sáng LED trạng thái rắn, cùng với nguồn cung cấp năng lượng có sẵn và cơ sở hạ tầng chiếu sáng rộng rãi, làm cho các thành phố thông minh trở nên khả thi.
Tốc độ chuyển đổi LED đã bằng phẳng, và ánh sáng thông minh đang bùng nổ. Khoảng 90% trong số 363 triệu đèn đường của thế giới sẽ được chiếu sáng bằng đèn LED vào năm 2027, theo East Easc Group, một nhà phân tích cơ sở hạ tầng thông minh. Một phần ba trong số đó cũng sẽ chạy các ứng dụng thông minh, một xu hướng bắt đầu vài năm trước. Cho đến khi tài trợ và kế hoạch chi tiết đáng kể được công bố, ánh sáng đường phố phù hợp nhất là cơ sở hạ tầng mạng cho các công nghệ kỹ thuật số khác nhau trong các thành phố thông minh quy mô lớn.
Tiết kiệm chi phí đèn LED
Theo các quy tắc của ngón tay cái được đề xuất bởi các nhà sản xuất ánh sáng và cảm biến, ánh sáng thông minh có thể làm giảm chi phí hành chính và bảo trì liên quan đến cơ sở hạ tầng từ 50 đến 70 %. Nhưng hầu hết các khoản tiết kiệm đó (khoảng 50 phần trăm, đủ để tạo ra sự khác biệt) có thể được thực hiện chỉ bằng cách chuyển sang bóng đèn LED tiết kiệm năng lượng. Phần còn lại của các khoản tiết kiệm đến từ việc kết nối và kiểm soát các hệ thống chiếu sáng và truyền thông tin thông minh về cách chúng hoạt động trên mạng chiếu sáng.
Điều chỉnh tập trung và quan sát một mình có thể giảm đáng kể chi phí bảo trì. Có nhiều cách, và họ bổ sung cho nhau: lên lịch, kiểm soát theo mùa và điều chỉnh thời gian; Chẩn đoán lỗi và giảm tham dự xe tải bảo trì. Tác động tăng theo kích thước của mạng chiếu sáng và chảy trở lại vào trường hợp ROI ban đầu. Thị trường cho biết cách tiếp cận này có thể tự trả tiền trong khoảng năm năm và có khả năng tự trả tiền trong thời gian ngắn hơn bằng cách kết hợp các khái niệm thành phố thông minh nhẹ nhàng hơn, chẳng hạn như những người có cảm biến đỗ xe, màn hình giao thông, kiểm soát chất lượng không khí và máy dò súng.
Guidehouse Insights, một nhà phân tích thị trường, theo dõi hơn 200 thành phố để đánh giá tốc độ thay đổi; Nó nói rằng một phần tư các thành phố đang tung ra các chương trình ánh sáng thông minh. Bán hàng của các hệ thống thông minh đang tăng vọt. Nghiên cứu ABI tính toán rằng doanh thu toàn cầu sẽ tăng gấp 10 lần lên 1,7 tỷ đô la vào năm 2026. Khoảnh khắc bóng đèn của Trái đất là như thế này; Cơ sở hạ tầng chiếu sáng đường phố, liên quan chặt chẽ đến các hoạt động của con người, là con đường phía trước như một nền tảng cho các thành phố thông minh trong bối cảnh rộng lớn hơn. Ngay từ năm 2022, hơn hai phần ba cài đặt ánh sáng đường phố mới sẽ được gắn với một nền tảng quản lý trung tâm để tích hợp dữ liệu từ nhiều cảm biến thành phố thông minh, Abi nói.
Adarsh Krishnan, nhà phân tích chính tại ABI Research, cho biết: Có nhiều cơ hội kinh doanh khác cho các nhà cung cấp thành phố thông minh tận dụng cơ sở hạ tầng cực ánh sáng đô thị bằng cách triển khai kết nối không dây, cảm biến môi trường và thậm chí cả máy ảnh thông minh.
Câu hỏi không còn là có nên kết nối, mà là làm thế nào và kết nối bao nhiêu ở nơi đầu tiên. Như Krishnan quan sát, một phần của việc này là về các mô hình kinh doanh, nhưng tiền đã chảy vào các thành phố thông minh thông qua tư nhân hóa tiện ích hợp tác (PPP), nơi các công ty tư nhân chấp nhận rủi ro tài chính để đổi lấy thành công trong đầu tư mạo hiểm. Các hợp đồng dựa trên đăng ký AS AS-A-Service đã lan truyền đầu tư trong các giai đoạn hoàn vốn, cũng thúc đẩy hoạt động.
Ngược lại, đèn đường ở châu Âu đang được kết nối với các mạng tổ ong truyền thống (thường là 2G lên đến LTE (4G)) cũng như thiết bị tiêu chuẩn IoT tổ ong mới, LTE-M. Công nghệ Ultra-Narrowband (UNB) độc quyền cũng đang phát huy tác dụng, cùng với Zigbee, một sự lây lan nhỏ của Bluetooth công suất thấp và các dẫn xuất của IEEE 802.15.4.
Liên minh công nghệ Bluetooth (SIG) đặc biệt nhấn mạnh vào các thành phố thông minh. Nhóm dự đoán rằng các lô hàng Bluetooth năng lượng thấp ở các thành phố thông minh sẽ tăng gấp năm lần trong năm năm tới, lên 230 triệu một năm. Hầu hết được liên kết với theo dõi tài sản ở những nơi công cộng, như sân bay, sân vận động, bệnh viện, trung tâm mua sắm và bảo tàng. Tuy nhiên, Bluetooth công suất thấp cũng nhằm vào các mạng ngoài trời. Giải pháp quản lý tài sản cải thiện việc sử dụng các nguồn lực thành phố thông minh và giúp giảm chi phí vận hành đô thị.
Một sự kết hợp của hai kỹ thuật là tốt hơn!
Mỗi công nghệ có những tranh cãi, tuy nhiên, một số trong đó đã được giải quyết trong cuộc tranh luận. Ví dụ, UNB đề xuất các giới hạn chặt chẽ hơn về tải trọng và lịch phân phối, loại trừ hỗ trợ song song cho nhiều ứng dụng cảm biến hoặc cho các ứng dụng như máy ảnh yêu cầu. Công nghệ tầm ngắn rẻ hơn và cung cấp thông lượng lớn hơn để phát triển các cài đặt ánh sáng như một nền tảng. Điều quan trọng, họ cũng có thể đóng vai trò sao lưu trong trường hợp ngắt kết nối tín hiệu WAN và cung cấp một phương tiện để các kỹ thuật viên đọc cảm biến trực tiếp để gỡ lỗi và chẩn đoán. Chẳng hạn, Bluetooth công suất thấp hoạt động với hầu hết mọi điện thoại thông minh trên thị trường.
Mặc dù lưới dày hơn có thể tăng cường độ bền, kiến trúc của nó trở nên phức tạp và đặt nhu cầu năng lượng cao hơn đối với các cảm biến điểm-điểm được kết nối với nhau. Phạm vi truyền cũng có vấn đề; Bảo hiểm sử dụng Zigbee và Bluetooth công suất thấp chỉ nhiều nhất là vài trăm mét. Mặc dù một loạt các công nghệ tầm ngắn là cạnh tranh và phù hợp với các cảm biến trên toàn bộ lưới, chúng là các mạng đóng mà cuối cùng yêu cầu sử dụng các cổng để truyền tín hiệu trở lại đám mây.
Một kết nối tổ ong thường được thêm vào cuối. Xu hướng cho các nhà cung cấp ánh sáng thông minh là sử dụng kết nối tổ ong từ điểm đến đảo để cung cấp cổng từ khoảng cách 5 đến 15 km hoặc độ che phủ của thiết bị cảm biến. Công nghệ tổ ong mang đến phạm vi truyền lớn và đơn giản; Nó cũng cung cấp kết nối mạng ngoài luồng và mức độ bảo mật cao hơn, theo cộng đồng Hive.
Neill Young, người đứng đầu Internet of Things theo chiều dọc tại GSMA, một cơ quan công nghiệp đại diện cho các nhà khai thác mạng di động, cho biết: Các nhà khai thác hành động của Hồi có tất cả các phạm vi của toàn bộ khu vực, do đó không yêu cầu cơ sở hạ tầng bổ sung để kết nối các thiết bị phát triển tốt nhất. của thiết bị chi phí thấp.
Trong tất cả các công nghệ kết nối có sẵn, tổ ong sẽ thấy sự tăng trưởng lớn nhất trong những năm tới, theo ABI. Buzz về các mạng 5G và cuộc tranh giành để lưu trữ cơ sở hạ tầng 5G đã khiến các nhà khai thác lấy cột ánh sáng và lấp đầy các đơn vị tổ ong nhỏ trong môi trường đô thị. Tại Hoa Kỳ, Las Vegas và Sacramento đang triển khai LTE và 5G, cũng như các cảm biến thành phố thông minh, trên đèn đường thông qua các nhà mạng AT & T và Verizon. Hồng Kông vừa tiết lộ kế hoạch cài đặt các cột đèn hỗ trợ 400 5G như một phần của sáng kiến thành phố thông minh.
Tích hợp chặt chẽ của phần cứng
Nielsen đã thêm: Nordic Nordic cung cấp các sản phẩm tầm xa và tầm xa của chế độ đa chế độ, với NRF52840 SOC hỗ trợ Bluetooth công suất thấp, lưới Bluetooth và Zigbee, cũng như các hệ thống hỗ trợ 2,4Ghz.
Tách tần số cho phép các hệ thống này cùng tồn tại, với phần trước chạy trong băng tần 2.4GHz không có quyền và sau đó chạy ở bất cứ nơi nào LTE. Ở tần số thấp hơn và cao hơn, có sự đánh đổi giữa phạm vi bảo hiểm diện tích rộng hơn và khả năng truyền lớn hơn. Nhưng trong các nền tảng chiếu sáng, công nghệ không dây tầm ngắn thường được sử dụng để kết nối các cảm biến, công suất điện toán cạnh được sử dụng để quan sát và phân tích, và tổ ong IoT được sử dụng để gửi dữ liệu trở lại đám mây, cũng như kiểm soát cảm biến cho mức bảo trì cao hơn.
Cho đến nay, cặp radio tầm xa và tầm xa đã được thêm riêng, không được tích hợp vào cùng một chip silicon. Trong một số trường hợp, các thành phần được tách ra vì các lỗi của đèn chiếu sáng, cảm biến và radio đều khác nhau. Tuy nhiên, việc tích hợp radio kép vào một hệ thống sẽ dẫn đến tích hợp công nghệ gần hơn và chi phí mua lại thấp hơn, đó là những cân nhắc chính cho các thành phố thông minh.
Nordic nghĩ rằng thị trường đang di chuyển theo hướng đó. Công ty đã tích hợp các công nghệ kết nối IoT không dây và tổ ong vào phần cứng và phần mềm ở cấp độ nhà phát triển để các nhà sản xuất giải pháp có thể chạy cặp đồng thời trong các ứng dụng thử nghiệm. Hội đồng quản trị của Nordic DK cho NRF9160 SIP được thiết kế cho các nhà phát triển để làm cho các ứng dụng IoT tổ ong của họ hoạt động; Nordic Thingy: 91 đã được mô tả như là một cửa ngõ toàn diện của người Viking có thể được sử dụng như một nền tảng tạo mẫu ngoài luồng hoặc bằng chứng về khái niệm cho các thiết kế sản phẩm sớm.
Cả hai đều có Honeycomb NRF9160 SIP và đa thế giới ngắn NRF52840 SOC tầm ngắn. Các hệ thống nhúng kết hợp hai công nghệ cho việc triển khai IoT thương mại chỉ là những tháng của người Hồi giáo khỏi thương mại hóa, theo Nordic.
Nielsen Nielsen cho biết: Nền tảng chiếu sáng thành phố thông minh đã được thiết lập tất cả các công nghệ kết nối này; thị trường rất rõ ràng cách kết hợp chúng với nhau, chúng tôi đã cung cấp các giải pháp cho Ban phát triển nhà sản xuất, để kiểm tra cách chúng làm việc cùng nhau.
Thời gian đăng: Mar-29-2022