Cidades inteligentes interconectadas trazem sonhos bonitos. Nessas cidades, as tecnologias digitais tecem várias funções cívicas exclusivas para melhorar a eficiência e a inteligência operacionais. Estima -se que até 2050, 70% da população mundial viverá em cidades inteligentes, onde a vida será saudável, feliz e segura. Fundamentalmente, promete ser verde, o último cartão Trump da humanidade contra a destruição do planeta.
Mas cidades inteligentes são um trabalho duro. Novas tecnologias são caras, os governos locais são restritos e a política muda para ciclos eleitorais curtos, dificultando a obtenção de um modelo de implantação centralizado de tecnologia centralizado altamente operacional e financeira que é reutilizada em áreas urbanas em todo o mundo ou nacionalmente. De fato, a maioria das principais cidades inteligentes das manchetes é realmente apenas uma coleção de diferentes experimentos de tecnologia e projetos paralelos regionais, com pouco a esperar para expandir.
Vejamos lixeiras e estacionamentos, que são inteligentes com sensores e análises; Nesse contexto, é difícil calcular e padronizar o retorno do investimento (ROI), especialmente quando as agências governamentais são tão fragmentadas (entre órgãos públicos e serviços privados, bem como entre cidades, cidades, regiões e países). Veja o monitoramento da qualidade do ar; Como é fácil calcular o impacto do ar limpo nos serviços de saúde em uma cidade? Logicamente, as cidades inteligentes são difíceis de implementar, mas também difíceis de negar.
Há, no entanto, um vislumbre de luz no nevoeiro da mudança digital. A iluminação de rua em todos os serviços municipais fornece uma plataforma para as cidades adquirirem funções inteligentes e combinar vários aplicativos pela primeira vez. Veja os vários projetos de iluminação de rua inteligentes que estão sendo implementados em San Diego nos EUA e Copenhague na Dinamarca, e eles estão aumentando em número. Esses projetos combinam matrizes de sensores com unidades modulares de hardware fixadas em postes de luz para permitir o controle remoto da própria iluminação e executar outras funções, como contadores de tráfego, monitores de qualidade do ar e até detectores de armas.
A partir do auge do pólo leve, as cidades começaram a abordar a “habitabilidade” da cidade na rua, incluindo fluxo de tráfego e mobilidade, ruído e poluição do ar e oportunidades de negócios emergentes. Mesmo os sensores de estacionamento, tradicionalmente enterrados em estacionamentos, podem estar baratos e eficientemente conectados à infraestrutura de iluminação. Cidades inteiras podem ser repentinamente em rede e otimizadas sem desenterrar ruas ou alugar espaço ou resolver problemas abstratos de computação sobre ruas mais saudáveis e mais seguras.
Isso funciona porque, na maioria das vezes, as soluções de iluminação inteligentes não são calculadas inicialmente com uma aposta na economia de soluções inteligentes. Em vez disso, a viabilidade da revolução digital urbana é uma conseqüência acidental do desenvolvimento simultâneo da iluminação.
A economia de energia da substituição de lâmpadas incandescentes por iluminação LED de estado sólido, juntamente com fontes de alimentação prontamente disponíveis e uma extensa infraestrutura de iluminação, torna as cidades inteligentes viáveis.
O ritmo da conversão de LED já é plano e a iluminação inteligente está crescendo. Cerca de 90% das 363 milhões de luzes de rua do mundo serão iluminadas por LEDs até 2027, de acordo com o Northeast Group, um analista de infraestrutura inteligente. Um terço deles também executará aplicativos inteligentes, uma tendência iniciada há alguns anos. Até que o financiamento e os projetos substanciais sejam publicados, a iluminação de rua é mais adequada como uma infraestrutura de rede para várias tecnologias digitais em cidades inteligentes em larga escala.
Salvar o custo de LED
De acordo com as regras de Thumb propostas pelos fabricantes de iluminação e sensores, a iluminação inteligente pode reduzir os custos administrativos e de manutenção relacionados à infraestrutura em 50 a 70 %. Mas a maioria dessas economias (cerca de 50 %, o suficiente para fazer a diferença) pode ser realizada simplesmente mudando para lâmpadas LED com eficiência energética. O restante da economia vem de conectar e controlar os iluminadores e passar informações inteligentes sobre como elas funcionam em toda a rede de iluminação.
Somente ajustes e observações centralizadas podem reduzir significativamente os custos de manutenção. Existem muitas maneiras e elas se complementam: agendamento, controle sazonal e ajuste de tempo; Diagnóstico de falhas e frequência de caminhões de manutenção reduzida. O impacto aumenta com o tamanho da rede de iluminação e flui de volta para o caso inicial de ROI. O mercado diz que essa abordagem pode se pagar em cerca de cinco anos e tem o potencial de pagar por si mesma em menos tempo, incorporando conceitos de cidade inteligente "mais suaves", como aqueles com sensores de estacionamento, monitores de tráfego, controle da qualidade do ar e detectores de armas.
O Guidehouse Insights, um analista de mercado, rastreia mais de 200 cidades para avaliar o ritmo da mudança; Ele diz que um quarto das cidades está lançando esquemas de iluminação inteligentes. As vendas de sistemas inteligentes estão aumentando. A pesquisa da ABI calcula que as receitas globais aumentarão dez vezes, para US $ 1,7 bilhão até 2026. O "momento da lâmpada da Terra" é assim; A infraestrutura de iluminação de rua, que está intimamente relacionada às atividades humanas, é o caminho a seguir como uma plataforma para cidades inteligentes em um contexto mais amplo. Já em 2022, mais de dois terços das novas instalações de iluminação de rua estarão vinculados a uma plataforma de gerenciamento central para integrar dados de vários sensores de cidade inteligente, disse a ABI.
Adarsh Krishnan, analista principal da ABI Research, disse: “Há muito mais oportunidades de negócios para os fornecedores de cidades inteligentes que aproveitam a infraestrutura urbana de solo leve, implantando conectividade sem fio, sensores ambientais e até câmeras inteligentes.
A questão não é mais se conectar, mas como e quanto se conectar em primeiro lugar. Como Krishnan observa, parte disso é sobre modelos de negócios, mas o dinheiro já está fluindo para cidades inteligentes por meio de privatização de utilidades cooperativas (PPP), onde as empresas privadas assumem o risco financeiro em troca do sucesso no capital de risco. Os contratos "As-A-Service" baseados em assinatura espalham o investimento por períodos de retorno, que também estimularam a atividade.
Por outro lado, as luzes da rua na Europa estão sendo conectadas às redes tradicionais de favo de mel (normalmente 2g até LTE (4G)), bem como ao novo dispositivo padrão da IoT do favo de mel, LTE-M. A tecnologia de ultra-narro de banda (UNB) proprietária também está entrando em jogo, junto com o Zigbee, uma pequena disseminação de derivativos de Bluetooth de baixa potência e IEEE 802.15.4.
A Bluetooth Technology Alliance (SIG) coloca ênfase especial nas cidades inteligentes. O grupo prevê que as remessas de Bluetooth de baixa potência em cidades inteligentes crescerão cinco vezes nos próximos cinco anos, para 230 milhões por ano. A maioria está ligada ao rastreamento de ativos em locais públicos, como aeroportos, estádios, hospitais, shopping centers e museus. No entanto, o Bluetooth de baixa potência também visa redes externas. "A solução de gerenciamento de ativos melhora a utilização de recursos inteligentes da cidade e ajuda a reduzir os custos operacionais urbanos", disse a Aliança de Tecnologia Bluetooth.
Uma combinação das duas técnicas é melhor!
Cada tecnologia tem suas controvérsias, no entanto, algumas das quais foram resolvidas em debate. Por exemplo, o UNB propõe limites mais rígidos para a carga útil e os cronogramas de entrega, descartando suporte paralelo para vários aplicativos de sensores ou para aplicações como câmeras que o requerem. A tecnologia de curto alcance é mais barata e fornece maior taxa de transferência para o desenvolvimento de configurações de iluminação como uma plataforma. É importante ressaltar que eles também podem desempenhar um papel de backup no evento de desconexão do sinal da WAN e fornecer um meio para os técnicos lerem os sensores diretamente para depuração e diagnóstico. O Bluetooth de baixa potência, por exemplo, trabalha com quase todos os smartphones do mercado.
Embora uma grade mais densa possa aumentar a robustez, sua arquitetura se torna complexa e coloca maiores demandas de energia em sensores ponto a ponto interconectados. A faixa de transmissão também é problemática; A cobertura usando o ZigBee e o Bluetooth de baixa potência fica a apenas algumas centenas de metros. Embora uma variedade de tecnologias de curto alcance seja competitiva e bem adequada para sensores em toda a rede, são redes fechadas que exigem o uso de gateways para transmitir sinais de volta à nuvem.
Uma conexão de favo de mel geralmente é adicionada no final. A tendência para fornecedores de iluminação inteligente é usar a conectividade ponto a favo de mel ponto a nuvem para fornecer gateway de distância de 5 a 15 km ou cobertura do dispositivo sensor. A tecnologia da colméia traz grande faixa de transmissão e simplicidade; Ele também fornece redes prontas para uso e um nível mais alto de segurança, de acordo com a comunidade Hive.
Neill Young, head of the Internet of Things Vertical at the GSMA, an industry body representing mobile network operators, said: “Action operators… has all the coverage of the entire area, therefore requires no additional infrastructure to connect the urban lighting devices and sensors. In the licensed spectrum honeycomb network has safety and reliability, means that the operator has the best conditions, can support a large number of needs a much longer battery life and minimal maintenance and long transmission distance of equipamento de baixo custo. ”
De todas as tecnologias de conectividade disponíveis, o Honeycomb verá o maior crescimento nos próximos anos, segundo a ABI. O Buzz em torno de redes 5G e a scramble para hospedar infraestrutura 5G levaram os operadores a pegar o poste de luz e encher pequenas unidades de favo de mel em ambientes urbanos. Nos Estados Unidos, Las Vegas e Sacramento estão implantando LTE e 5G, além de sensores de cidade inteligentes, nas luzes das viagens através de operadoras AT&T e Verizon. Hong Kong acaba de revelar um plano para instalar 400 postes de luzes com 400 5G como parte de sua iniciativa Smart City.
Integração rígida de hardware
A Nielsen acrescentou: “A Nordic oferece produtos de curto alcance e longo alcance de modo multimodo, com seu SOC NRF52840 suportando Bluetooth de baixa potência, malha Bluetooth e ZigBee, além de threads e threads e threads de Borda e o NBSOTS-MATING DO TECHONSTRATS e o NBOIOT de NB.
A separação de frequência permite que esses sistemas coexistam, com o primeiro em execução na banda de 2,4 GHz sem permissão e a última em execução onde quer que o LTE esteja localizado. Em frequências mais baixas e mais altas, há uma troca entre cobertura de área mais ampla e maior capacidade de transmissão. Porém, em plataformas de iluminação, a tecnologia sem fio de curto alcance é normalmente usada para interconectar sensores, a potência de computação de borda é usada para observação e análise, e a IoT do favo de mel é usada para enviar dados de volta à nuvem, bem como ao controle do sensor para níveis de manutenção mais altos.
Até agora, o par de rádios de curto e longo alcance foi adicionado separadamente, não embutido no mesmo chip de silício. Em alguns casos, os componentes são separados porque as falhas do iluminador, sensor e rádio são diferentes. No entanto, a integração de rádios duplos em um único sistema resultará em integração mais próxima de tecnologia e menores custos de aquisição, que são considerações importantes para as cidades inteligentes.
Nordic acha que o mercado está se movendo nessa direção. A empresa integrou as tecnologias de conectividade IoT sem fio e favo de curto alcance em hardware e software no nível do desenvolvedor, para que os fabricantes de soluções possam executar o par simultaneamente em aplicativos de teste. O Nordic's Board DK para NRF9160 SIP foi projetado para desenvolvedores "fazer com que seus aplicativos de IoT de favo de mel funcionem"; Nordic Thingy: 91 foi descrito como um "gateway de pleno direito" que pode ser usado como uma plataforma protótipo protótica ou prova de conceito para os projetos de produtos precoces.
Ambos possuem o SIP NRF9160 de Honeycomb multimodo e o NRF52840 SOC de curto alcance multiprotocolo. Os sistemas incorporados que combinam as duas tecnologias para implantações comerciais da IoT estão a apenas "meses" da comercialização, de acordo com a Nordic.
A Nordic Nielsen disse: "A plataforma de iluminação da cidade inteligente foi criada toda essa tecnologia de conexão; o mercado é muito claramente como combiná -los, fornecemos soluções para o Conselho de Desenvolvimento dos Fabricantes, para testar como eles trabalham juntos. Eles são combinados em soluções de negócios é imperativa, em apenas uma questão de tempo".
Hora de postagem: 29-2022 de março