תאורת רחוב מספקת פלטפורמה אידיאלית לערים חכמות מחוברות זו בזו

ערים חכמות מחוברות זו בזו מביאות חלומות יפים. בערים כאלה, טכנולוגיות דיגיטליות שוזרות יחד מספר פונקציות אזרחיות ייחודיות לשיפור היעילות המבצעית והאינטליגנציה. ההערכה היא כי עד שנת 2050 70% מאוכלוסיית העולם יחיו בערים חכמות, בהן החיים יהיו בריאים, שמחים ובטוחים. באופן חיוני, היא מבטיחה להיות ירוקה, כרטיס הטראמפ האחרון של האנושות נגד חורבן כדור הארץ.

אבל ערים חכמות הן עבודה קשה. טכנולוגיות חדשות הן יקרות, ממשלות מקומיות מוגבלות, ופוליטיקה עוברת למחזורי בחירות קצרים, מה שמקשה על השגת מודל פריסת טכנולוגיה ריכוזית יעילה ופיננסית ביותר, המשמש חוזר באזורים עירוניים ברחבי העולם או הלאומי. למעשה, מרבית הערים החכמות המובילות בכותרות הן באמת רק אוסף של ניסויים טכנולוגיים שונים ופרויקטים צדדיים אזוריים, עם מעט מה לצפות להתרחב.

בואו נסתכל על מטפלים וחניונים, שהם חכמים עם חיישנים ואנליטיקס; בהקשר זה, קשה לחשב ולסטנדרטיזציה של תשואה על ההשקעה (ROI), במיוחד כאשר סוכנויות ממשלתיות כל כך מקוטעות (בין סוכנויות ציבוריות לשירותים פרטיים, כמו גם בין עיירות, ערים, אזורים ומדינות). התבונן במעקב באיכות האוויר; כיצד קל לחשב את ההשפעה של אוויר נקי על שירותי הבריאות בעיר? מבחינה הגיונית, קשה ליישם ערים חכמות, אך גם קשה להכחיש.

עם זאת, יש נצנוץ אור בערפל השינוי הדיגיטלי. תאורת רחוב בכל השירותים העירוניים מספקת פלטפורמה לערים לרכוש פונקציות חכמות ולשלב מספר יישומים לראשונה. התבונן בפרויקטים השונים של תאורת רחוב חכמים המיושמים בסן דייגו בארה"ב ובקופנהגן בדנמרק, והם גדלים במספרם. פרויקטים אלה משלבים מערכים של חיישנים עם יחידות חומרה מודולריות קבועות לקטבי אור כדי לאפשר שלט רחוק של התאורה עצמה ולהפעיל פונקציות אחרות, כמו דלפקי תנועה, מסכי איכות אוויר ואפילו גלאי אקדחים.

מרחב עמוד הקל, הערים החלו להתייחס ל"היכולת "של העיר ברחוב, כולל זרימת תנועה וניידות, רעש וזיהום אוויר, והזדמנויות עסקיות מתעוררות. אפילו חיישני חניה, הקבורים באופן מסורתי בחניונים, יכולים להיות מחוברים בזול וביעילות לתשתית התאורה. ערים שלמות יכולות להיות ברשת ומיטוב פתאום מבלי לחפור רחובות או לשכור שטח או לפתור בעיות מחשוב מופשטות לגבי חיים בריאים יותר ורחובות בטוחים יותר.

זה עובד מכיוון שלרוב, פתרונות תאורה חכמים אינם מחושבים בתחילה בהימור על חיסכון מפתרונות חכמים. במקום זאת, הכדאיות של המהפכה הדיגיטלית העירונית היא תוצאה מקרית של התפתחות התאורה בו זמנית.

החיסכון באנרגיה החל מהחלפת נורות ליבון בתאורת LED של מצב מוצק, יחד עם ספקי כוח זמינים ותשתיות תאורה נרחבות, הופכים את הערים החכמות לביצוע.

קצב המרת LED כבר שטוח, ותאורה חכמה פורחת. כ- 90% מ -363 מיליון אורות הרחוב בעולם יאירו על ידי נוריות LED עד שנת 2027, על פי Northeast Group, אנליסט תשתיות חכמות. שליש מהם יפעל גם יישומים חכמים, מגמה שהחלה לפני מספר שנים. עד לפרסום מימון משמעותי ותכניות תכניות, תאורת רחוב מתאימה ביותר כתשתית רשת לטכנולוגיות דיגיטליות שונות בערים חכמות בהיקף גדול.

חסוך עלות LED

על פי כללי האצבע המוצעים על ידי יצרני תאורה וחיישנים, תאורה חכמה יכולה להפחית את עלויות הניהול והתחזוקה הקשורות לתשתיות ב- 50 עד 70 אחוזים. אך ניתן לממש את מרבית החיסכון הזה (בערך 50 אחוז, מספיק כדי לעשות את ההבדל) פשוט על ידי מעבר לנורות LED חסכוניות באנרגיה. שאר החיסכון נובע מחיבור ובקרה של תאורות והעברת מידע אינטליגנטי על האופן בו הם עובדים ברחבי רשת התאורה.

התאמות ותצפיות ריכוזיות בלבד יכולות להפחית משמעותית את עלויות התחזוקה. ישנן דרכים רבות, והם משלימים זה את זה: תזמון, שליטה עונתית והתאמת תזמון; אבחון תקלות והפחתת נוכחות משאיות התחזוקה. ההשפעה גדלה עם גודל רשת התאורה וזורמת חזרה למקרה ההחזר ה- ROI הראשוני. השוק אומר כי גישה זו יכולה לשלם עבור עצמה בעוד כחמש שנים, ויש לה פוטנציאל לשלם עבור עצמה בפחות זמן על ידי שילוב מושגי עיר חכמים "רכים יותר", כמו אלה עם חיישני חניה, מסכי תנועה, בקרת איכות אוויר וגלאי אקדחים.

מדריך בית תובנות, אנליסט בשוק, עוקב אחר יותר מ -200 ערים כדי לאמוד את קצב השינוי; נכתב כי רבע מהערים מפעילות תוכניות תאורה חכמות. מכירות מערכות חכמות זועקות. מחקרי ABI מחשבים כי ההכנסות העולמיות יקפצו פי עשרה ל -1.7 מיליארד דולר עד 2026. "רגע הנורה של כדור הארץ" הוא כזה; תשתית תאורת רחוב, הקשורה קשר הדוק לפעילויות אנושיות, היא הדרך קדימה כפלטפורמה לערים חכמות בהקשר רחב יותר. כבר בשנת 2022, יותר משני שלישים מהתקנות החדשות של תאורת רחוב יתקשרו לפלטפורמת ניהול מרכזית לשילוב נתונים מחיישני עיר חכמים מרובים, אמר ABI.

אדרש קרישנן, אנליסט ראשי ב- ABI Research, אמר: "ישנן הזדמנויות עסקיות רבות יותר עבור ספקי עיר חכמים הממנפים תשתיות קוטב אור עירוניות על ידי פריסת קישוריות אלחוטית, חיישנים סביבתיים ואפילו מצלמות חכמות. האתגר הוא למצוא מודלים עסקיים בר-קיימא המעודדים את החברה לפרוס פתרונות רב-שרשנים בהיקף בקנה מידה."

השאלה היא כבר לא אם להתחבר, אלא איך וכמה להתחבר מלכתחילה. כפי שקרישנן מציין, חלק מכך עוסק במודלים עסקיים, אך כסף כבר זורם לערים חכמות באמצעות הפרטה לשירותים שיתופיים (PPP), שם חברות פרטיות מקבלות סיכון פיננסי בתמורה להצלחה בהון סיכון. חוזי "AS-A-Service" מבוססי מנויים הפיצו השקעות על תקופות החזר, אשר גם דרבנו את הפעילות.

לעומת זאת, פנסי רחוב באירופה מחוברים לרשתות חלת דבש מסורתיות (בדרך כלל 2 גרם עד LTE (4G)) כמו גם למכשיר הסטנדרטי החדש של חלת הדבש, LTE-M. טכנולוגיית Ultra-Narrowband (UNB) קניינית נכנסת גם היא לשחק, יחד עם זיגבי, התפשטות קטנה של Bluetooth בעלת עוצמה נמוכה, ונגזרות IEEE 802.15.4.

ברית Bluetooth Technology Alliance (SIG) שמה דגש מיוחד על ערים חכמות. הקבוצה צופה כי משלוחים של Bluetooth בעלת עוצמה נמוכה בערים חכמות יגדלו פי חמישה בחמש השנים הבאות, ל -230 מיליון בשנה. רובם קשורים למעקב אחר נכסים במקומות ציבוריים, כמו שדות תעופה, אצטדיונים, בתי חולים, קניונים ומוזיאונים. עם זאת, Bluetooth בעל עוצמה נמוכה מכוון גם לרשתות חיצוניות. "פיתרון ניהול הנכסים משפר את השימוש במשאבי העיר החכמים ומסייע בהפחתת עלויות התפעול העירוניות", אמר ברית Bluetooth Technology.

שילוב של שתי הטכניקות עדיף!

עם זאת, לכל טכנולוגיה מחלוקות שלה, שחלקן נפתרו בדיון. לדוגמה, UNB מציע מגבלות מחמירות יותר על לוחות זמנים של עומס ומסירה, פוסל תמיכה מקבילה ליישומי חיישנים מרובים או ליישומים כמו מצלמות הדורשות זאת. טכנולוגיית טווח קצר זולה יותר ומספקת תפוקה גדולה יותר לפיתוח הגדרות תאורה כ- A-Platform. חשוב מכך, הם יכולים גם למלא תפקיד גיבוי במקרה של ניתוק אותות WAN, ולספק אמצעי לטכנאים לקרוא חיישנים ישירות עבור ניפוי באגים ואבחון. Bluetooth בעל עוצמה נמוכה, למשל, עובד כמעט עם כל סמארטפון בשוק.

למרות שרשת צפופה יותר יכולה לשפר את החוסן, הארכיטקטורה שלה הופכת מורכבת ומציבה דרישות אנרגיה גבוהות יותר לחיישנים נקודה לנקודה מחוברים זה לזה. טווח ההעברה הוא גם בעייתי; הכיסוי באמצעות Zigbee ו- Bluetooth בעל עוצמה נמוכה הוא רק כמה מאות מטרים לכל היותר. למרות שמגוון טכנולוגיות לטווח קצר הן תחרותיות ומתאימות היטב לחיישנים מבוססי רשת, בשכנים, מדובר ברשתות סגורות שבסופו של דבר דורשות שימוש בשערים כדי להעביר אותות בחזרה לענן.

בדרך כלל מתווסף חיבור חלת דבש בסוף. המגמה עבור ספקי תאורה חכמים היא להשתמש בקישוריות חלת דבש נקודה לענן כדי לספק שער מרחק של 5 עד 15 ק"מ או כיסוי מכשירי חיישנים. טכנולוגיית הכוורת מביאה טווח העברה גדול ופשטות; זה גם מספק רשת מחוץ למדף ורמת ביטחון גבוהה יותר, על פי קהילת הכוורת.

ניל יאנג, ראש האינטרנט של דברים אנכיים ב- GSMA, גוף בתעשייה המייצג את מפעילי הרשת הסלולרית, אמר: "מפעילי פעולה ... יש את כל הכיסוי של האזור כולו, ולכן אינו דורש תשתיות נוספות לחיבור מכשירי התאורה והחיישנים העירוניים. ציוד בעלות נמוכה. "

מבין כל טכנולוגיות הקישוריות הקיימות, Honeycomb תראה את הצמיחה הגדולה ביותר בשנים הקרובות, על פי ABI. הבאזז על רשתות 5G והערערת לארח תשתית 5G גרמו למפעילים לתפוס את המוט הקל ולמלא יחידות חלת דבש קטנות בסביבות עירוניות. בארצות הברית, לאס וגאס וסקרמנטו פורסים LTE ו- 5G, כמו גם חיישני עיר חכמים, על אורות רחוב דרך ספקים AT&T ו- Verizon. הונג קונג חשפה זה עתה תוכנית להתקנת פנסים המותאמים ל- 5G כחלק מיוזמת העיר החכמה שלה.

שילוב הדוק של חומרה

נילסן הוסיף: "Nordic מציעה מוצרים רבים לטווחים קצרי טווח וארוכי טווח ארוכי טווח, כאשר NRF52840 SOC תומך בבלוטות 'Bluetooth בעוצמה נמוכה, רשת Bluetooth ו- Zigbee, כמו גם מערכות חוט ומערכות 2.4GHz בעלות תמיכה של NORP.

הפרדת תדרים מאפשרת למערכות אלה להתקיים יחד, כאשר הראשון פועל בפס 2.4 ג'יגה הרץ ללא הרשאה והאחרון פועל בכל מקום בו נמצא LTE. בתדרים נמוכים וגבוהים יותר, ישנו חילוף בין כיסוי שטח רחב יותר ליכולת העברה גבוהה יותר. אולם בפלטפורמות תאורה, טכנולוגיה אלחוטית לטווח קצר משמשת בדרך כלל לחיישנים מחוברים, כוח מחשוב קצה משמש לתצפית וניתוח, ו- IoT של חלת הדבש משמש לשליחת נתונים בחזרה לענן, כמו גם בקרת חיישנים לרמות תחזוקה גבוהות יותר.

עד כה, זוג מכשירי הרדיו לטווח הקצר וארוך טווח נוספו בנפרד, לא נבנה באותו שבב סיליקון. במקרים מסוימים, הרכיבים מופרדים מכיוון שכישלונות האיר, חיישן ורדיו כולם שונים. עם זאת, שילוב מכשירי רדיו כפולים במערכת יחידה יביא לשילוב טכנולוגי קרוב יותר ולהוריד עלויות רכישה, שהם שיקולי מפתח לערים חכמות.

נורדי חושב שהשוק נע בכיוון הזה. החברה שילבה טכנולוגיות קישוריות אלחוטיות קצרות טווח וחלת דבש IoT לחומרה ותוכנה ברמת המפתח, כך שיצרני הפתרונות יוכלו להריץ את הצמד בו זמנית ביישומי בדיקה. לוח ה- DK של Nordic עבור NRF9160 SIP תוכנן למפתחים "לגרום ליישומי IoT של חלת הדבש שלהם לעבוד"; דבר נורדי: 91 תואר כ"שער מהמדף "מן המניין" שיכול לשמש כפלטפורמת אבות-טיפוס מחוץ למדף או הוכחת מושג לעיצובים מוקדמים של מוצרים.

שניהם כוללים דבש רב-מצב NRF9160 SIP ו- Multi-Protocol NRF52840 SOC. מערכות משובצות המשלבות את שתי הטכנולוגיות לפריסות IoT מסחריות נמצאות רק "חודשים" הרחק מהמסחור, לפי נורדיץ '.

נורדי נילסן אמר: "פלטפורמת התאורה של עיר חכמה הוקמה את כל טכנולוגיית החיבור הזו; השוק הוא ברור מאוד כיצד לשלב אותם יחד, סיפקנו פתרונות למועצת הפיתוח של היצרנים, לבחון כיצד הם עובדים יחד. הם משולבים לפתרונות עסקיים זה הכרחי, רק בעניין."