Les ciutats intel·ligents interconnectades porten bells somnis. En aquestes ciutats, les tecnologies digitals teixeixen múltiples funcions cíviques úniques per millorar l'eficiència operativa i la intel·ligència. S'estima que el 2050, el 70% de la població mundial viurà en ciutats intel·ligents, on la vida serà saludable, feliç i segura. De manera crucial, promet ser verd, l'últim triomf de la humanitat contra la destrucció del planeta.
Però les ciutats intel·ligents són un treball dur. Les noves tecnologies són cares, els governs locals estan limitats i la política canvia a cicles electorals curts, cosa que dificulta aconseguir un model de desplegament centralitzat de tecnologia altament operatiu i eficient financer que es reutilitzi a les zones urbanes a nivell mundial o nacional. De fet, la majoria de les ciutats intel·ligents líders als titulars són realment només una col·lecció d'experiments tecnològics diferents i projectes secundaris regionals, amb poc per expandir-se.
Vegem els contenidors i els aparcaments, que són intel·ligents amb sensors i analítiques; En aquest context, el retorn de la inversió (ROI) és difícil de calcular i estandarditzar, sobretot quan les agències governamentals estan tan fragmentades (entre agències públiques i serveis privats, així com entre pobles, ciutats, regions i països). Mireu el control de la qualitat de l'aire; Com és fàcil calcular l'impacte de l'aire net en els serveis sanitaris d'una ciutat? Lògicament, les ciutats intel·ligents són difícils d'implementar, però també difícils de negar.
Hi ha, però, una espurna de llum a la boira del canvi digital. L'enllumenat públic de tots els serveis municipals proporciona una plataforma perquè les ciutats adquireixin funcions intel·ligents i combinen múltiples aplicacions per primera vegada. Mireu els diferents projectes d'enllumenat públic intel·ligent que s'estan implementant a San Diego als Estats Units i Copenhaguen a Dinamarca, i n'estan augmentant. Aquests projectes combinen matrius de sensors amb unitats de maquinari modulars fixades als pals de llum per permetre el control remot de la pròpia il·luminació i per executar altres funcions, com ara comptadors de trànsit, monitors de qualitat de l'aire i fins i tot detectors d'armes.
Des de l'alçada del pal de llum, les ciutats han començat a abordar la "habitabilitat" de la ciutat al carrer, incloent-hi el flux de trànsit i la mobilitat, la contaminació acústica i de l'aire i les oportunitats de negoci emergents. Fins i tot els sensors d'aparcament, tradicionalment enterrats als aparcaments, es poden connectar de manera econòmica i eficient a la infraestructura d'il·luminació. De sobte, ciutats senceres es poden connectar i optimitzar sense excavar carrers o llogar espais o resoldre problemes d'informàtica abstractes sobre una vida més sana i carrers més segurs.
Això funciona perquè, en la seva majoria, les solucions d'il·luminació intel·ligent no es calculen inicialment amb una aposta per l'estalvi de les solucions intel·ligents. En canvi, la viabilitat de la revolució digital urbana és una conseqüència accidental del desenvolupament simultani de la il·luminació.
L'estalvi energètic de la substitució de bombetes incandescents per il·luminació LED d'estat sòlid, juntament amb fonts d'alimentació fàcilment disponibles i una àmplia infraestructura d'il·luminació, fan que les ciutats intel·ligents siguin factibles.
El ritme de conversió de LED ja és pla i la il·luminació intel·ligent està en auge. Al voltant del 90% dels 363 milions de fanals del món s'il·luminaran amb leds l'any 2027, segons Northeast Group, un analista d'infraestructures intel·ligents. Un terç d'ells també executaran aplicacions intel·ligents, una tendència que va començar fa uns anys. Fins que no es publiquin fons i plànols substancials, l'enllumenat públic és el més adequat com a infraestructura de xarxa per a diverses tecnologies digitals a les ciutats intel·ligents a gran escala.
Estalvieu el cost del LED
Segons les regles generals proposades pels fabricants d'il·luminació i sensors, la il·luminació intel·ligent pot reduir els costos administratius i de manteniment relacionats amb la infraestructura entre un 50 i un 70 per cent. Però la majoria d'aquests estalvis (al voltant del 50 per cent, suficient per marcar la diferència) es podrien aconseguir simplement canviant a bombetes LED d'eficiència energètica. La resta d'estalvis provenen de connectar i controlar il·luminadors i transmetre informació intel·ligent sobre com funcionen a través de la xarxa d'il·luminació.
Només els ajustos i les observacions centralitzats poden reduir significativament els costos de manteniment. Hi ha moltes maneres, i es complementen: programació, control estacional i ajust de temps; Diagnòstic d'avaries i reducció de l'assistència de camions de manteniment. L'impacte augmenta amb la mida de la xarxa d'il·luminació i torna al cas de ROI inicial. El mercat diu que aquest enfocament es pot pagar per si mateix en uns cinc anys i té el potencial de pagar-se per si mateix en menys temps incorporant conceptes de ciutat intel·ligent "més suaus", com els que tenen sensors d'aparcament, monitors de trànsit, control de la qualitat de l'aire i detectors d'armes. .
Guidehouse Insights, un analista de mercat, fa un seguiment de més de 200 ciutats per mesurar el ritme del canvi; Diu que una quarta part de les ciutats estan implementant esquemes d'il·luminació intel·ligent. Les vendes de sistemes intel·ligents estan augmentant. ABI Research calcula que els ingressos globals augmentaran deu vegades fins als 1.700 milions de dòlars el 2026. El "moment de la bombeta" de la Terra és així; La infraestructura d'enllumenat públic, que està estretament relacionada amb les activitats humanes, és el camí a seguir com a plataforma per a les ciutats intel·ligents en un context més ampli. Ja el 2022, més de dos terços de les noves instal·lacions d'enllumenat públic estaran vinculades a una plataforma de gestió central per integrar dades de múltiples sensors de ciutats intel·ligents, va dir ABI.
Adarsh Krishnan, analista principal d'ABI Research, va dir: "Hi ha moltes més oportunitats de negoci per als venedors de ciutats intel·ligents que aprofiten la infraestructura urbana del pal de llum mitjançant la implementació de connectivitat sense fil, sensors ambientals i fins i tot càmeres intel·ligents. El repte és trobar models de negoci viables que animen la societat a desplegar solucions multisensor a escala d'una manera rendible".
La qüestió ja no és si connectar-se, sinó com i quant connectar-se en primer lloc. Tal com observa Krishnan, part d'això es refereix als models de negoci, però els diners ja flueixen a les ciutats intel·ligents mitjançant la privatització cooperativa de serveis públics (PPP), on les empreses privades assumeixen riscos financers a canvi de l'èxit en el capital de risc. Els contractes "com a servei" basats en subscripció distribueixen la inversió en períodes d'amortització, fet que també va estimular l'activitat.
En canvi, els fanals a Europa s'estan connectant a xarxes tradicionals de bresca (normalment 2G fins a LTE (4G)), així com al nou dispositiu estàndard HONEYCOMB Iot, LTE-M. La tecnologia patentada de banda ultraestreta (UNB) també està entrant en joc, juntament amb Zigbee, una petita extensió de Bluetooth de baixa potència i derivats de IEEE 802.15.4.
La Bluetooth Technology Alliance (SIG) posa especial èmfasi en les ciutats intel·ligents. El grup prediu que els enviaments de Bluetooth de baixa potència a les ciutats intel·ligents es multiplicaran per cinc durant els propers cinc anys, fins als 230 milions l'any. La majoria estan relacionades amb el seguiment d'actius en llocs públics, com ara aeroports, estadis, hospitals, centres comercials i museus. Tanmateix, el Bluetooth de baixa potència també està dirigit a xarxes exteriors. "La solució de gestió d'actius millora la utilització dels recursos de la ciutat intel·ligent i ajuda a reduir els costos operatius urbans", va dir la Bluetooth Technology Alliance.
Una combinació de les dues tècniques és millor!
Cada tecnologia té les seves controvèrsies, però, algunes de les quals s'han resolt en debat. Per exemple, UNB proposa límits més estrictes en la càrrega útil i els horaris de lliurament, descartant el suport paral·lel per a aplicacions de sensors múltiples o per a aplicacions com ara càmeres que ho requereixin. La tecnologia de curt abast és més barata i proporciona un major rendiment per desenvolupar la configuració de la il·luminació com a plataforma. És important destacar que també poden tenir un paper de còpia de seguretat en cas de desconnexió del senyal WAN i proporcionar un mitjà perquè els tècnics llegeixin els sensors directament per a la depuració i el diagnòstic. El Bluetooth de baixa potència, per exemple, funciona amb gairebé tots els telèfons intel·ligents del mercat.
Tot i que una xarxa més densa pot millorar la robustesa, la seva arquitectura es torna complexa i exigeix més energia als sensors punt a punt interconnectats. El rang de transmissió també és problemàtic; La cobertura amb Zigbee i Bluetooth de baixa potència és de només uns pocs centenars de metres com a màxim. Tot i que una varietat de tecnologies de curt abast són competitives i s'adapten molt bé als sensors basats en la xarxa i a tot el veïnat, són xarxes tancades que en última instància requereixen l'ús de passarel·les per transmetre senyals al núvol.
Normalment s'afegeix una connexió de bresca al final. La tendència dels venedors d'il·luminació intel·ligent és utilitzar la connectivitat de niu d'abella punt a núvol per proporcionar una passarel·la de distància de 5 a 15 km o una cobertura de dispositiu sensor. La tecnologia Beehive aporta un gran rang de transmissió i simplicitat; Segons la comunitat Hive, també proporciona xarxes comercials i un nivell de seguretat més alt.
Neill Young, cap d'Internet of Things Vertical de la GSMA, un organisme de la indústria que representa els operadors de xarxes mòbils, va dir: "Els operadors d'acció... tenen tota la cobertura de tota l'àrea, per tant, no requereix cap infraestructura addicional per connectar els dispositius i sensors d'il·luminació urbana. . A la xarxa de bresca d'espectre amb llicència té seguretat i fiabilitat, significa que l'operador té les millors condicions, pot suportar un gran nombre de necessitats, una durada de la bateria molt més llarga i un manteniment mínim i una llarga distància de transmissió d'equips de baix cost.
De totes les tecnologies de connectivitat disponibles, HONEYCOMB experimentarà el creixement més gran en els propers anys, segons ABI. El brunzit sobre les xarxes 5G i la lluita per allotjar la infraestructura 5G ha impulsat els operadors a agafar el pal de llum i omplir petites unitats de bresca en entorns urbans. Als Estats Units, Las Vegas i Sacramento estan desplegant LTE i 5G, així com sensors de ciutats intel·ligents, als llums del carrer a través dels operadors AT&T i Verizon. Hong Kong acaba de presentar un pla per instal·lar 400 fanals habilitats per a 5G com a part de la seva iniciativa de ciutat intel·ligent.
Integració estreta del maquinari
Nielsen va afegir: "Nordic ofereix productes multimode de curt i llarg abast, amb el seu SoC nRF52840 que admet Bluetooth de baixa potència, Bluetooth Mesh i Zigbee, així com Thread i sistemes propietaris de 2,4 GHz. El NRF9160 SiP basat en Honeycomb de Nordic ofereix suport tant LTE-M com NB-iot. La combinació de les dues tecnologies aporta avantatges de rendiment i costos".
La separació de freqüències permet que aquests sistemes coexisteixin, amb el primer funcionant a la banda de 2,4 GHz sense permís i el segon funcionant allà on es trobi LTE. A freqüències més baixes i més altes, hi ha un compromís entre una cobertura d'àrea més àmplia i una major capacitat de transmissió. Però a les plataformes d'il·luminació, la tecnologia sense fils de curt abast s'utilitza normalment per interconnectar sensors, la potència informàtica de punta s'utilitza per a l'observació i l'anàlisi, i el niu d'abella s'utilitza per enviar dades al núvol, així com el control del sensor per a nivells de manteniment més alts.
Fins ara, el parell de ràdios de curt i llarg abast s'han afegit per separat, no integrats al mateix xip de silici. En alguns casos, els components estan separats perquè els errors de l'il·luminador, el sensor i la ràdio són diferents. Tanmateix, la integració de ràdios duals en un únic sistema donarà lloc a una integració tecnològica més estreta i a uns costos d'adquisició més baixos, que són consideracions clau per a les ciutats intel·ligents.
Nordic creu que el mercat s'està movent en aquesta direcció. L'empresa ha integrat tecnologies de connectivitat IoT sense fil i bresca de curt abast al maquinari i programari a nivell de desenvolupador perquè els fabricants de solucions puguin executar el parell simultàniament en aplicacions de prova. El tauler DK de Nordic per a nRF9160 SiP va ser dissenyat perquè els desenvolupadors "féssin que les seves aplicacions Honeycomb iot funcionin"; Nordic Thingy:91 s'ha descrit com una "porta d'accés completa" que es pot utilitzar com a plataforma de prototipatge o prova de concepte per als primers dissenys de productes.
Tots dos compten amb un SoC de bresca multimode nRF9160 SiP i un SoC de curt abast multiprotocol nRF52840. Segons Nordic, els sistemes incrustats que combinen les dues tecnologies per a desplegaments comercials d'IoT només estan a "mesos" de la comercialització.
Nordic Nielsen va dir: "La plataforma d'il·luminació de la ciutat intel·ligent s'ha creat tota aquesta tecnologia de connexió; el mercat és molt clara com combinar-los junts, hem proporcionat solucions per a la junta de desenvolupament dels fabricants, per provar com funcionen junts. Es combinen en solucions empresarials és imprescindible, en qüestió de temps".
Hora de publicació: 29-mar-2022