תאורת רחוב מספקת פלטפורמה אידיאלית עבור ערים חכמות מחוברות

ערים חכמות מחוברות זו לזו מביאות חלומות יפים.בערים כאלה, טכנולוגיות דיגיטליות שוזרות יחד מספר פונקציות אזרחיות ייחודיות כדי לשפר את היעילות התפעולית והמודיעין.ההערכה היא שעד שנת 2050, 70% מאוכלוסיית העולם יחיו בערים חכמות, שבהן החיים יהיו בריאים, מאושרים ובטוחים.באופן מכריע, הוא מבטיח להיות ירוק, קלף המנצח האחרון של האנושות נגד הרס כדור הארץ.

אבל ערים חכמות הן עבודה קשה.טכנולוגיות חדשות הן יקרות, הממשלות המקומיות מוגבלות, והפוליטיקה עוברת למחזורי בחירות קצרים, מה שמקשה על השגת מודל פריסת טכנולוגיה מרכזית תפעולית וכלכלית ביותר שעושה שימוש חוזר באזורים עירוניים ברחבי העולם או הלאומי.למעשה, רוב הערים החכמות המובילות בכותרות הן למעשה רק אוסף של ניסויים טכנולוגיים שונים ופרויקטים צדדיים אזוריים, עם מעט מה לצפות להתרחב.

בואו נסתכל על פחונים וחניונים, שהם חכמים עם חיישנים ואנליטיקה;בהקשר זה, החזר על ההשקעה (ROI) קשה לחישוב ולתקנן, במיוחד כאשר סוכנויות ממשלתיות מפוצלות כל כך (בין סוכנויות ציבוריות ושירותים פרטיים, כמו גם בין עיירות, ערים, אזורים ומדינות).תסתכל על ניטור איכות האוויר;כיצד קל לחשב את ההשפעה של אוויר נקי על שירותי הבריאות בעיר?באופן הגיוני, ערים חכמות קשות ליישום, אך גם קשה להכחיש.

עם זאת, יש זיק של אור בערפל השינוי הדיגיטלי.תאורת רחוב בכל השירותים העירוניים מספקת פלטפורמה לערים לרכוש פונקציות חכמות ולשלב מספר יישומים לראשונה.תראו את הפרויקטים השונים של תאורת רחוב חכמה המיושמים בסן דייגו בארה"ב ובקופנהגן בדנמרק, והם הולכים וגדלים במספרם.פרויקטים אלו משלבים מערכים של חיישנים עם יחידות חומרה מודולריות המחוברות לעמודי תאורה כדי לאפשר שליטה מרחוק על התאורה עצמה ולהפעיל פונקציות אחרות, כגון מוני תנועה, צגי איכות אוויר ואפילו גלאי נשק.

מגובה עמוד התאורה, החלו ערים לטפל ב"מחייה" של העיר ברחוב, לרבות 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 פתאום להיות מחוברות לרשת ולבצע אופטימיזציה מבלי לחפור רחובות או לשכור שטחים או לפתור בעיות מחשוב מופשטות על חיים בריאים יותר ורחובות בטוחים יותר.

זה עובד מכיוון שלרוב, פתרונות תאורה חכמות אינם מחושבים בתחילה עם הימור על חיסכון מפתרונות חכמים.במקום זאת, כדאיות המהפכה הדיגיטלית העירונית היא תוצאה מקרית של התפתחות בו-זמנית של תאורה.

החיסכון באנרגיה מהחלפת נורות ליבון בתאורת LED במצב מוצק, יחד עם ספקי כוח זמינים ותשתית תאורה נרחבת, הופכים ערים חכמות למעשיות.

קצב המרת ה-LED כבר קבוע, והתאורה החכמה פורחת.כ-90% מ-363 מיליון פנסי הרחוב בעולם יוארו על ידי לדים עד שנת 2027, על פי Northeast Group, אנליסטית תשתיות חכמה.שליש מהם יפעילו גם אפליקציות חכמות, מגמה שהחלה לפני כמה שנים.עד לפרסום מימון ותכניות משמעותיות, תאורת רחוב מתאימה ביותר כתשתית רשת לטכנולוגיות דיגיטליות שונות בערים חכמות בקנה מידה גדול.

חסוך בעלויות LED

על פי כללי האצבע המוצעים על ידי יצרני התאורה והחיישנים, תאורה חכמה יכולה להפחית את עלויות הניהול והתחזוקה הקשורות לתשתית ב-50 עד 70 אחוזים.אבל את רוב החיסכון הזה (כ-50 אחוז, מספיק כדי לעשות את ההבדל) אפשר היה לממש פשוט על ידי מעבר לנורות LED חסכוניות באנרגיה.שאר החיסכון נובע מחיבור ושליטה במאורות והעברת מידע אינטליגנטי על אופן פעולתם ברחבי רשת התאורה.

התאמות ותצפיות מרכזיות לבדן יכולות להפחית משמעותית את עלויות התחזוקה.ישנן דרכים רבות, והן משלימות זו את זו: תזמון, בקרה עונתית והתאמת תזמון;אבחון תקלות והפחתת נוכחות של משאיות תחזוקה.ההשפעה גדלה עם גודל רשת התאורה וזורמת חזרה למקרה ה-ROI הראשוני.השוק אומר שגישה זו יכולה להחזיר את עצמה בתוך כחמש שנים, ויש לה פוטנציאל להחזיר את עצמה בפחות זמן על ידי שילוב תפיסות עיר חכמות "רכות יותר", כגון כאלה עם חיישני חניה, מוניטור תנועה, בקרת איכות אוויר וגלאי נשק. .

Guidehouse Insights, אנליסט שוק, עוקב אחר יותר מ-200 ערים כדי לאמוד את קצב השינוי;זה אומר שרבע מהערים מוציאות תוכניות תאורה חכמות.המכירות של מערכות חכמות מזנקות.ABI Research מחשב שההכנסות העולמיות יזנקו פי עשרה ל-1.7 מיליארד דולר עד 2026. "רגע הנורה" של כדור הארץ הוא כזה;תשתית תאורת רחוב, הקשורה קשר הדוק לפעילות אנושית, היא הדרך קדימה כפלטפורמה לערים חכמות בהקשר רחב יותר.כבר בשנת 2022, יותר משני שליש מהמתקנים החדשים של תאורת רחוב יהיו קשורים לפלטפורמת ניהול מרכזית לשילוב נתונים מחיישני עיר חכמות מרובים, אמר ABI.

אדרש קרישנה, ​​אנליסט ראשי ב-ABI Research, אמר: "ישנן הזדמנויות עסקיות רבות יותר עבור ספקי ערים חכמות הממנפות תשתית של עמודי אור עירוניים על ידי פריסת קישוריות אלחוטית, חיישני סביבה ואפילו מצלמות חכמות.האתגר הוא למצוא מודלים עסקיים ברי קיימא המעודדים את החברה לפרוס פתרונות ריבוי חיישנים בקנה מידה ובאופן חסכוני".

השאלה היא כבר לא אם להתחבר, אלא איך, וכמה להתחבר מלכתחילה.כפי שקרישנה מציין, חלק מזה עוסק במודלים עסקיים, אבל הכסף כבר זורם לערים חכמות באמצעות הפרטת שירותים שיתופיים (PPP), שבה חברות פרטיות לוקחות על עצמן סיכון פיננסי בתמורה להצלחה בהון סיכון.חוזי "כשירות" מבוססי מנויים מפזרים את ההשקעה על פני תקופות החזר, מה שגם דרבן פעילות.

לעומת זאת, פנסי רחוב באירופה מחוברים לרשתות חלת דבש מסורתיות (בדרך כלל 2G עד LTE (4G)) וכן למכשיר הסטנדרטי החדש HONEYCOMB Iot, LTE-M.גם טכנולוגיית אולטרה-צר (UNB) קניינית נכנסת לפעולה, יחד עם Zigbee, פריסה קטנה של בלוטות' בהספק נמוך, ונגזרות IEEE 802.15.4.

ה-Bluetooth Technology Alliance (SIG) שמה דגש מיוחד על ערים חכמות.הקבוצה צופה כי משלוחים של בלוטות' בהספק נמוך בערים חכמות יגדלו פי חמישה בחמש השנים הקרובות, ל-230 מיליון בשנה.רובם מקושרים למעקב אחר נכסים במקומות ציבוריים, כגון שדות תעופה, אצטדיונים, בתי חולים, קניונים ומוזיאונים.עם זאת, בלוטות' בהספק נמוך מכוון גם לרשתות חיצוניות."פתרון ניהול הנכסים משפר את ניצול משאבי העיר החכמה ומסייע בהפחתת עלויות התפעול העירוניות", נמסר מ-Bluetooth Technology Alliance.

שילוב של שתי הטכניקות עדיף!

לכל טכנולוגיה יש את המחלוקות שלה, עם זאת, חלקן נפתרו בוויכוח.לדוגמה, UNB מציעה הגבלות מחמירות יותר על לוחות זמנים של מטען ומשלוח, ושוללת תמיכה מקבילה עבור יישומי חיישנים מרובים או עבור יישומים כגון מצלמות הדורשות זאת.הטכנולוגיה לטווח קצר זולה יותר ומספקת תפוקה גדולה יותר לפיתוח הגדרות תאורה כפלטפורמה.חשוב לציין, הם יכולים גם למלא תפקיד גיבוי במקרה של ניתוק אות WAN, ולספק אמצעי לטכנאים לקרוא חיישנים ישירות לצורך איתור באגים ואבחון.Bluetooth בעוצמה נמוכה, למשל, עובד כמעט עם כל סמארטפון בשוק.

למרות שרשת צפופה יותר יכולה לשפר את החוסן, הארכיטקטורה שלה הופכת למורכבת ומציבה דרישות אנרגיה גבוהות יותר בחיישני נקודה לנקודה מחוברים.גם טווח ההעברה בעייתי;הכיסוי באמצעות Zigbee ו-Bluetooth בעל הספק נמוך הוא רק כמה מאות מטרים לכל היותר.למרות שמגוון טכנולוגיות לטווח קצר הן תחרותיות ומתאימות היטב לחיישנים מבוססי רשת, שכנים, הם רשתות סגורות שבסופו של דבר דורשות שימוש בשערים כדי להעביר אותות חזרה לענן.

חיבור חלת דבש מתווסף בדרך כלל בסוף.המגמה של ספקי תאורה חכמה היא להשתמש בקישוריות של חלת דבש מנקודה לענן כדי לספק שער או כיסוי מכשיר חיישן למרחק של 5 עד 15 ק"מ.טכנולוגיית כוורת מביאה טווח שידור גדול ופשטות;הוא גם מספק רשת מדף ורמת אבטחה גבוהה יותר, על פי קהילת Hive.

ניל יאנג, ראש ה-Internet of Things Vertical ב-GSMA, גוף תעשייתי המייצג מפעילי רשתות סלולריות, אמר: "למפעילי הפעולה... יש את כל הכיסוי של כל האזור, ולכן אין צורך בתשתית נוספת כדי לחבר את התקני התאורה והחיישנים העירוניים. .בספקטרום המורשה לרשת חלת הדבש יש בטיחות ואמינות, כלומר למפעיל יש את התנאים הטובים ביותר, יכול לתמוך במספר רב של צרכים חיי סוללה ארוכים בהרבה ותחזוקה מינימלית ומרחק שידור ארוך של ציוד בעלות נמוכה".

מבין כל טכנולוגיות הקישוריות הזמינות, HONEYCOMB תראה את הצמיחה הגדולה ביותר בשנים הקרובות, לפי ABI.הבאזז על רשתות 5G וההתמודדות על אירוח תשתית 5G גרמה למפעילים לתפוס את עמוד התאורה ולמלא יחידות חלת דבש קטנות בסביבות עירוניות.בארצות הברית, לאס וגאס וסקרמנטו פורסים LTE ו-5G, כמו גם חיישני עיר חכמות, על פנסי רחוב דרך הספקים AT&T ו-Verizon.הונג קונג חשפה זה עתה תוכנית להתקנת 400 עמודי תאורה התומכים ב-5G כחלק מיוזמת העיר החכמה שלה.

אינטגרציה הדוקה של חומרה

נילסן הוסיפה: "Nordic מציעה מוצרים לטווח קצר ולטווח ארוך עם ריבוי מצבים, כאשר ה-nRF52840 SoC שלה תומך ב-Bluetooth בהספק נמוך, Bluetooth Mesh ו-Zigbee, כמו גם Thread ומערכות 2.4GHz קנייניות.nRF9160 SiP מבוסס חלת דבש של Nordic מציעה גם תמיכה ב-LTE-M וגם ב-NB-iot.השילוב של שתי הטכנולוגיות מביא יתרונות ביצועים ועלויות".

הפרדת תדרים מאפשרת למערכות אלו להתקיים במקביל, כשהראשונה פועלת בפס 2.4ghz נטולת הרשאות והשנייה פועלת בכל מקום שבו נמצא LTE.בתדרים נמוכים וגבוהים יותר, קיים פשרה בין כיסוי שטח רחב יותר לבין קיבולת שידור גדולה יותר.אבל בפלטפורמות תאורה, טכנולוגיה אלחוטית לטווח קצר משמשת בדרך כלל לחיבור חיישנים, כוח מחשוב קצה משמש לתצפית וניתוח, וחלת דבש משמשת לשליחת נתונים חזרה לענן, כמו גם בקרת חיישנים לרמות תחזוקה גבוהות יותר.

עד כה, זוג מכשירי הרדיו לטווח קצר ולטווח ארוך נוספו בנפרד, לא מובנה באותו שבב סיליקון.במקרים מסוימים, הרכיבים מופרדים מכיוון שהתקלות של המאיר, החיישן והרדיו כולם שונים.עם זאת, שילוב מכשירי רדיו כפולים למערכת אחת תגרום לאינטגרציה טכנולוגית הדוקה יותר ועלויות רכישה נמוכות יותר, שהם שיקולים מרכזיים לערים חכמות.

נורדית חושבת שהשוק מתקדם בכיוון הזה.החברה שילבה טכנולוגיות קישוריות IoT לטווח קצר וחלת דבש בחומרה ותוכנה ברמת המפתחים, כך שיצרני הפתרונות יוכלו להפעיל את הצמד בו-זמנית ביישומי בדיקה.הלוח DK של Nordic עבור nRF9160 SiP תוכנן עבור מפתחים כדי "לגרום ליישומי ה-Honeycomb שלהם לעבוד";Nordic Thingy:91 תואר כ"שער מדף מן המניין" שיכול לשמש כפלטפורמת אב טיפוס מדף או הוכחה לקונספט עבור עיצובי מוצרים מוקדמים.

שניהם כוללים חלת דבש nRF9160 SiP ורב-פרוטוקול קצר טווח nRF52840 SoC.מערכות משובצות המשלבות את שתי הטכנולוגיות לפריסות IoT מסחריות נמצאות במרחק של "חודשים" בלבד ממסחור, לפי Nordic.

נורדית נילסן אמרה: "פלטפורמת תאורת עיר חכמה הוקמה עם כל טכנולוגיות החיבור הללו;השוק הוא מאוד ברור איך לשלב אותם יחד, סיפקנו פתרונות עבור לוח פיתוח יצרנים, כדי לבדוק איך הם עובדים יחד.שילובם לפתרונות עסקיים הוא הכרחי, תוך עניין של זמן".