Ang magkakaugnay na matatalinong lungsod ay nagdudulot ng magagandang pangarap. Sa ganitong mga lungsod, pinagsasama-sama ng mga digital na teknolohiya ang maraming natatanging tungkuling sibiko upang mapabuti ang kahusayan at katalinuhan sa pagpapatakbo. Tinatayang pagdating ng 2050, 70% ng populasyon ng mundo ang maninirahan sa mga matatalinong lungsod, kung saan ang buhay ay magiging malusog, masaya, at ligtas. Mahalaga, nangangako itong maging berde, ang huling tramp card ng sangkatauhan laban sa pagkawasak ng planeta.
Ngunit ang mga smart city ay mahirap na trabaho. Mahal ang mga bagong teknolohiya, limitado ang mga lokal na pamahalaan, at ang politika ay lumilipat sa maiikling siklo ng halalan, na nagpapahirap sa pagkamit ng isang lubos na operasyonal at mahusay sa pananalapi na sentralisadong modelo ng pag-deploy ng teknolohiya na muling ginagamit sa mga urban area sa buong mundo o sa buong bansa. Sa katunayan, karamihan sa mga nangungunang smart city sa mga headline ay talagang isang koleksyon lamang ng iba't ibang mga eksperimento sa teknolohiya at mga proyektong panrehiyon, na may kaunting inaasahan na palawakin.
Tingnan natin ang mga dumpster at parking lot, na matalino sa mga sensor at analytics; Sa kontekstong ito, mahirap kalkulahin at i-standardize ang return on investment (ROI), lalo na kapag ang mga ahensya ng gobyerno ay napakapira-piraso (sa pagitan ng mga pampublikong ahensya at pribadong serbisyo, pati na rin sa pagitan ng mga bayan, lungsod, rehiyon at bansa). Tingnan ang pagsubaybay sa kalidad ng hangin; Paano madaling kalkulahin ang epekto ng malinis na hangin sa mga serbisyong pangkalusugan sa isang lungsod? Lohikal, ang mga smart city ay mahirap ipatupad, ngunit mahirap ding tanggihan.
Gayunpaman, mayroong isang kislap ng liwanag sa hamog ng digital na pagbabago. Ang pag-iilaw sa kalye sa lahat ng serbisyo ng munisipyo ay nagbibigay ng plataporma para sa mga lungsod upang makakuha ng mga smart function at pagsamahin ang maraming aplikasyon sa unang pagkakataon. Tingnan ang iba't ibang proyekto ng smart street lighting na ipinapatupad sa San Diego sa US at Copenhagen sa Denmark, at patuloy silang dumarami. Pinagsasama ng mga proyektong ito ang mga hanay ng mga sensor na may mga modular hardware unit na nakakabit sa mga poste ng ilaw upang payagan ang remote control ng mismong ilaw at upang patakbuhin ang iba pang mga function, tulad ng mga traffic counter, air quality monitor, at maging ang mga gun detector.
Mula sa taas ng poste ng ilaw, sinimulan na ng mga lungsod na tugunan ang "kakayahang mabuhay" ng lungsod sa kalye, kabilang ang daloy ng trapiko at kadaliang kumilos, ingay at polusyon sa hangin, at mga umuusbong na oportunidad sa negosyo. Maging ang mga parking sensor, na tradisyonal na nakabaon sa mga parking lot, ay maaaring maikonekta nang mura at mahusay sa imprastraktura ng ilaw. Ang buong lungsod ay maaaring biglang mai-network at ma-optimize nang hindi naghuhukay ng mga kalye o umuupa ng espasyo o lumulutas ng mga problema sa abstract computing tungkol sa mas malusog na pamumuhay at mas ligtas na mga kalye.
Gumagana ito dahil, sa halos lahat ng aspeto, ang mga solusyon sa smart lighting ay hindi kinakalkula sa simula na may taya sa mga matitipid mula sa mga smart solution. Sa halip, ang posibilidad na mabuhay ang urban digital revolution ay isang aksidenteng bunga ng sabay-sabay na pag-unlad ng pag-iilaw.
Ang pagtitipid sa enerhiya mula sa pagpapalit ng mga incandescent bulb ng solid-state LED lighting, kasama ang mga madaling makuhang power supply at malawak na imprastraktura ng pag-iilaw, ay ginagawang posible ang mga smart city.
Hindi pa rin gaanong epektibo ang paggamit ng LED, at umuunlad ang smart lighting. Ayon sa Northeast Group, isang smart infrastructure analyst, humigit-kumulang 90% ng 363 milyong ilaw sa kalye sa mundo ang iiilaw ng mga LED pagdating ng 2027. Sangkatlo sa mga ito ay magpapatakbo rin ng mga smart application, isang trend na nagsimula ilang taon na ang nakalilipas. Hangga't hindi pa nailalathala ang malaking pondo at mga blueprint, ang ilaw sa kalye ay pinakaangkop bilang isang network infrastructure para sa iba't ibang digital na teknolohiya sa malalaking smart city.
Makatipid ng gastos sa LED
Ayon sa mga tuntuning iminungkahi ng mga tagagawa ng ilaw at sensor, ang smart lighting ay maaaring makabawas sa mga gastos sa administrasyon at pagpapanatili na may kaugnayan sa imprastraktura ng 50 hanggang 70 porsyento. Ngunit karamihan sa mga matitipid na iyon (mga 50 porsyento, sapat na para makagawa ng pagbabago) ay maaaring makamit sa pamamagitan lamang ng paglipat sa mga LED bulbs na matipid sa enerhiya. Ang natitirang matitipid ay nagmumula sa pagkonekta at pagkontrol sa mga illuminator at pagpapasa ng matalinong impormasyon tungkol sa kung paano gumagana ang mga ito sa buong network ng ilaw.
Ang mga sentralisadong pagsasaayos at obserbasyon lamang ay maaaring makabuluhang makabawas sa mga gastos sa pagpapanatili. Maraming paraan, at ang mga ito ay nagpupuno sa isa't isa: pag-iiskedyul, pagkontrol sa panahon at pagsasaayos ng tiyempo; pag-diagnose ng depekto at pagbawas ng pagdalo sa mga trak para sa pagpapanatili. Ang epekto ay tumataas kasabay ng laki ng network ng ilaw at bumabalik sa unang kaso ng ROI. Sinasabi ng merkado na ang pamamaraang ito ay maaaring mabayaran ang sarili nito sa loob ng humigit-kumulang limang taon, at may potensyal na mabayaran ang sarili nito sa mas maikling panahon sa pamamagitan ng pagsasama ng mga konsepto ng "mas malambot" na smart city, tulad ng mga may parking sensor, traffic monitor, air quality control at gun detector.
Sinusubaybayan ng Guidehouse Insights, isang market analyst, ang mahigit 200 lungsod upang masukat ang bilis ng pagbabago; Sinasabi nito na isang-kapat ng mga lungsod ang naglulunsad ng mga smart lighting scheme. Tumataas ang benta ng mga smart system. Tinatantya ng ABI Research na ang pandaigdigang kita ay tataas ng sampung beses sa $1.7 bilyon pagsapit ng 2026. Ganito ang "light bulb moment" ng Daigdig; Ang imprastraktura ng ilaw sa kalye, na malapit na nauugnay sa mga aktibidad ng tao, ang paraan ng pagsulong bilang isang plataporma para sa mga smart city sa mas malawak na konteksto. Sing aga ng 2022, mahigit sa dalawang-katlo ng mga bagong instalasyon ng ilaw sa kalye ang itatali sa isang sentral na platform ng pamamahala upang maisama ang data mula sa maraming smart city sensor, ayon sa ABI.
Sinabi ni Adarsh Krishnan, punong analyst sa ABI Research: “Mas marami pang oportunidad sa negosyo para sa mga smart city vendor na gumagamit ng imprastraktura ng urban light-pole sa pamamagitan ng pag-deploy ng wireless connectivity, mga environmental sensor, at maging ng mga smart camera. Ang hamon ay ang makahanap ng mga mabubuhay na modelo ng negosyo na hihikayat sa lipunan na mag-deploy ng mga solusyon sa multi-sensor nang malawakan sa isang cost-effective na paraan.”
Ang tanong ay hindi na kung makikipag-ugnayan, kundi paano, at gaano karami ang makikipag-ugnayan sa simula pa lang. Gaya ng naobserbahan ni Krishnan, bahagi nito ay tungkol sa mga modelo ng negosyo, ngunit ang pera ay dumadaloy na sa mga smart city sa pamamagitan ng cooperative utility privatization (PPP), kung saan ang mga pribadong kumpanya ay tumatanggap ng pinansyal na panganib kapalit ng tagumpay sa venture capital. Ang mga kontratang "as-a-service" na nakabatay sa subscription ay nagpapakalat ng pamumuhunan sa mga payback period, na nag-udyok din sa aktibidad.
Sa kabaligtaran, ang mga Streetlight sa Europa ay nakakonekta na sa mga tradisyunal na honeycomb network (karaniwan ay 2G hanggang LTE (4G)) pati na rin sa bagong HONEYCOMB Iot standard device, ang LTE-M. Papasok na rin ang proprietary ultra-narrowband (UNB) technology, kasama ang Zigbee, isang maliit na hanay ng Low-power Bluetooth, at mga derivatives ng IEEE 802.15.4.
Ang Bluetooth Technology Alliance (SIG) ay nagbibigay ng espesyal na diin sa mga smart city. Hinuhulaan ng grupo na ang mga kargamento ng low-power Bluetooth sa mga smart city ay lalago nang limang beses sa susunod na limang taon, sa 230 milyon bawat taon. Karamihan ay nauugnay sa pagsubaybay sa asset sa mga pampublikong lugar, tulad ng mga paliparan, istadyum, ospital, shopping mall at museo. Gayunpaman, ang low-power Bluetooth ay nakatuon din sa mga panlabas na network. "Ang solusyon sa pamamahala ng asset ay nagpapabuti sa paggamit ng mga mapagkukunan ng smart city at nakakatulong na mabawasan ang mga gastos sa pagpapatakbo sa lungsod," sabi ng Bluetooth Technology Alliance.
Mas Mainam ang Kombinasyon ng Dalawang Teknik!
Ang bawat teknolohiya ay may kani-kaniyang kontrobersiya, gayunpaman, ang ilan sa mga ito ay nalutas na sa debate. Halimbawa, nagmumungkahi ang UNB ng mas mahigpit na mga limitasyon sa mga iskedyul ng payload at paghahatid, na inaalis ang parallel na suporta para sa maraming aplikasyon ng sensor o para sa mga aplikasyon tulad ng mga camera na nangangailangan nito. Mas mura ang teknolohiyang short-range at nagbibigay ng mas malaking throughput para sa pagbuo ng mga Setting ng ilaw bilang isang platform. Mahalaga, maaari rin silang gumanap ng backup na papel sakaling maputol ang signal ng WAN, at magbigay ng paraan para sa mga technician na direktang mabasa ang mga sensor para sa pag-debug at mga diagnostic. Ang low-power na Bluetooth, halimbawa, ay gumagana sa halos lahat ng smartphone sa merkado.
Bagama't maaaring mapahusay ng mas siksik na grid ang katatagan, ang arkitektura nito ay nagiging kumplikado at naglalagay ng mas mataas na pangangailangan sa enerhiya sa magkakaugnay na point-to-point sensors. Problema rin ang saklaw ng transmisyon; ang saklaw gamit ang Zigbee at Low-power Bluetooth ay ilang daang metro lamang ang pinakamarami. Bagama't ang iba't ibang teknolohiyang malapit sa saklaw ay mapagkumpitensya at angkop para sa mga sensor na nakabatay sa grid at nasa buong kapitbahay, ang mga ito ay mga saradong network na sa huli ay nangangailangan ng paggamit ng mga gateway upang magpadala ng mga signal pabalik sa cloud.
Karaniwang idinaragdag ang koneksyon ng honeycomb sa dulo. Ang uso para sa mga nagtitinda ng smart lighting ay ang paggamit ng point-to-cloud honeycomb connectivity upang makapagbigay ng gateway o sensor device na may distansyang 5 hanggang 15 km. Ang teknolohiya ng Beehive ay nagdudulot ng malawak na saklaw ng transmission at pagiging simple; Nagbibigay din ito ng available na networking at mas mataas na antas ng seguridad, ayon sa komunidad ng Hive.
Sinabi ni Neill Young, pinuno ng Internet of Things Vertical sa GSMA, isang katawan ng industriya na kumakatawan sa mga operator ng mobile network: "Ang mga action operator... ay may lahat ng sakop ng buong lugar, samakatuwid ay hindi nangangailangan ng karagdagang imprastraktura upang ikonekta ang mga aparato at sensor ng ilaw sa lungsod. Sa lisensyadong spectrum, ang honeycomb network ay may kaligtasan at pagiging maaasahan, nangangahulugan na ang operator ay may pinakamahusay na mga kondisyon, kayang suportahan ang maraming pangangailangan ng mas mahabang buhay ng baterya at kaunting pagpapanatili at mahabang distansya ng transmisyon ng mga murang kagamitan."
Sa lahat ng magagamit na teknolohiya sa pagkakakonekta, ang HONEYCOMB ang makakaranas ng pinakamalaking paglago sa mga darating na taon, ayon sa ABI. Ang usap-usapan tungkol sa mga 5G network at ang pag-aagawan sa pag-host ng imprastraktura ng 5G ay nag-udyok sa mga operator na kunin ang poste ng ilaw at punan ang maliliit na honeycomb unit sa mga urban na kapaligiran. Sa Estados Unidos, ang Las Vegas at Sacramento ay nagde-deploy ng LTE at 5G, pati na rin ang mga smart city sensor, sa mga ilaw sa kalye sa pamamagitan ng mga carrier na AT&T at Verizon. Kakalabas lang ng Hong Kong ng plano na mag-install ng 400 5G-enabled lamppost bilang bahagi ng inisyatibo nito sa smart city.
Mahigpit na Pagsasama ng Hardware
Dagdag pa ng Nielsen: “Nag-aalok ang Nordic ng mga produktong multi-mode na maikli at malayuang saklaw, kasama ang nRF52840 SoC nito na sumusuporta sa low power na Bluetooth, Bluetooth Mesh at Zigbee, pati na rin ang Thread at mga proprietary na 2.4ghz system. Ang nRF9160 SiP na nakabase sa Honeycomb ng Nordic ay nag-aalok ng parehong suporta sa LTE-M at NB-iot. Ang kombinasyon ng dalawang teknolohiya ay nagdudulot ng mga bentahe sa pagganap at gastos.”
Ang paghihiwalay ng frequency ay nagbibigay-daan sa mga sistemang ito na magsabay na magkasabay, kung saan ang una ay tumatakbo sa 2.4ghz band na walang pahintulot at ang huli ay tumatakbo saanman matatagpuan ang LTE. Sa mas mababa at mas mataas na frequency, mayroong trade-off sa pagitan ng mas malawak na sakop ng lugar at mas malaking kapasidad ng transmisyon. Ngunit sa mga platform ng ilaw, ang short-range wireless technology ay karaniwang ginagamit upang magkabit ng mga sensor, ang edge computing power ay ginagamit para sa obserbasyon at pagsusuri, at ang honeycomb ioT ay ginagamit upang magpadala ng data pabalik sa cloud, pati na rin ang sensor control para sa mas mataas na antas ng pagpapanatili.
Sa ngayon, ang pares ng mga short-range at long-range na radyo ay idinagdag nang hiwalay, hindi itinayo sa iisang silicon chip. Sa ilang mga kaso, ang mga bahagi ay pinaghihiwalay dahil ang mga pagkabigo ng illuminator, sensor at radyo ay pawang magkaiba. Gayunpaman, ang pagsasama ng dalawahang radyo sa iisang sistema ay magreresulta sa mas malapit na integrasyon ng teknolohiya at mas mababang gastos sa pagkuha, na mga pangunahing konsiderasyon para sa mga smart city.
Sa tingin ng Nordic, ang merkado ay patungo sa direksyong iyon. Isinama ng kumpanya ang mga short-range wireless at honeycomb IoT connectivity technology sa hardware at software sa antas ng developer upang ang mga tagagawa ng solusyon ay maaaring sabay-sabay na patakbuhin ang pares sa mga test application. Ang board ng Nordic na DK para sa nRF9160 SiP ay dinisenyo para sa mga developer upang "paganahin ang kanilang mga Honeycomb iot application"; ang Nordic Thingy:91 ay inilarawan bilang isang "ganap na off-the-shelf gateway" na maaaring gamitin bilang isang off-the-shelf prototyping platform o proof-of-concept para sa mga unang disenyo ng produkto.
Parehong nagtatampok ng multi-mode honeycomb nRF9160 SiP at multi-protocol short-range nRF52840 SoC. Ang mga embedded system na pinagsasama ang dalawang teknolohiya para sa mga komersyal na pag-deploy ng IoT ay "buwan" na lamang bago ang komersiyalisasyon, ayon sa Nordic.
Sinabi ni Nordic Nielsen: "Ang smart city lighting platform ay nagtayo ng lahat ng teknolohiyang pangkonektang ito; ang merkado ay malinaw na nagpapakita kung paano pagsamahin ang mga ito, nagbigay kami ng mga solusyon para sa development board ng mga tagagawa, upang masubukan kung paano sila nagtutulungan. Ang pagsasama-sama ng mga ito sa mga solusyon sa negosyo ay mahalaga, sa loob lamang ng ilang panahon."
Oras ng pag-post: Mar-29-2022