Cidades inteligentes interconectadas trazem lindos sonhos.Nessas cidades, as tecnologias digitais entrelaçam múltiplas funções cívicas únicas para melhorar a eficiência operacional e a inteligência.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 trunfo da humanidade contra a destruição do planeta.
Mas as cidades inteligentes são um trabalho árduo.As novas tecnologias são caras, os governos locais são limitados e a política muda para ciclos eleitorais curtos, tornando difícil alcançar um modelo centralizado de implementação de tecnologia altamente operacional e financeiramente eficiente que seja reutilizado em áreas urbanas a nível global ou nacional.Na verdade, a maioria das cidades inteligentes líderes nas manchetes são, na verdade, apenas uma coleção de diferentes experiências tecnológicas e projetos paralelos regionais, com pouca expectativa de expansão.
Vejamos lixeiras e estacionamentos, que são inteligentes com sensores e análises;Neste contexto, o retorno do investimento (ROI) é difícil de calcular e padronizar, especialmente quando as agências governamentais estão tão fragmentadas (entre agências públicas e serviços privados, bem como entre vilas, cidades, regiões e países).Observe o monitoramento da qualidade do ar;Como é fácil calcular o impacto do ar limpo nos serviços de saúde de uma cidade?Logicamente, as cidades inteligentes são difíceis de implementar, mas também difíceis de negar.
Há, no entanto, um raio de luz na névoa da mudança digital.A iluminação pública em todos os serviços municipais fornece uma plataforma para as cidades adquirirem funções inteligentes e combinarem múltiplas aplicações pela primeira vez.Veja os vários projetos de iluminação pública inteligente que estão a ser implementados em San Diego, nos EUA, e em Copenhaga, na Dinamarca, e constatamos que o seu número está a aumentar.Esses projetos combinam conjuntos 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.
Do alto do poste de luz, as cidades começaram a abordar a “habitabilidade” da cidade nas ruas, incluindo o fluxo e a mobilidade do tráfego, a poluição sonora e atmosférica e as oportunidades de negócios emergentes.Até mesmo sensores de estacionamento, tradicionalmente enterrados em estacionamentos, podem ser conectados à infraestrutura de iluminação de maneira econômica e eficiente.Cidades inteiras podem subitamente ser ligadas em rede e optimizadas sem escavar ruas, alugar espaços ou resolver problemas abstractos de computação sobre uma vida mais saudável e ruas mais seguras.
Isto funciona porque, na sua maioria, as soluções de iluminação inteligente não são inicialmente calculadas com uma aposta na poupança proveniente de soluções inteligentes.Em vez disso, a viabilidade da revolução digital urbana é uma consequência acidental do desenvolvimento simultâneo da iluminação.
A poupança de energia resultante da substituição de lâmpadas incandescentes por iluminação LED de estado sólido, juntamente com fontes de alimentação prontamente disponíveis e uma extensa infra-estrutura de iluminação, tornam viáveis as cidades inteligentes.
O ritmo da conversão de LED já está estável e a iluminação inteligente está crescendo.Cerca de 90% dos 363 milhões de postes de iluminação pública do mundo serão iluminados por LEDs até 2027, de acordo com o Northeast Group, um analista de infraestrutura inteligente.Um terço deles também executará aplicativos inteligentes, uma tendência que começou há alguns anos.Até que sejam publicados projetos e financiamento substanciais, a iluminação pública é mais adequada como infraestrutura de rede para diversas tecnologias digitais em cidades inteligentes de grande escala.
Economize custo de LED
De acordo com as regras propostas pelos fabricantes de iluminação e sensores, a iluminação inteligente pode reduzir os custos administrativos e de manutenção relacionados com a infraestrutura em 50 a 70 por cento.Mas a maior parte dessas poupanças (cerca de 50%, o suficiente para fazer a diferença) poderia ser obtida simplesmente através da mudança para lâmpadas LED energeticamente eficientes.O restante das economias vem da conexão e controle de iluminadores e da transmissão de informações inteligentes sobre como eles funcionam pela rede de iluminação.
Somente ajustes e observações centralizados podem reduzir significativamente os custos de manutenção.As formas são diversas e se complementam: agendamento, controle sazonal e ajuste de horário;Diagnóstico de falhas e redução do comparecimento do caminhão de manutenção.O impacto aumenta com o tamanho da rede de iluminação e retorna ao caso de ROI inicial.O mercado diz que esta abordagem pode ser paga em cerca de cinco anos e tem potencial para se pagar em menos tempo, incorporando conceitos de cidade inteligente “mais suaves”, como aqueles com sensores de estacionamento, monitores de tráfego, controle de qualidade do ar e detectores de armas. .
Guidehouse Insights, analista de mercado, acompanha mais de 200 cidades para avaliar o ritmo das mudanças;Afirma que um quarto das cidades está a implementar esquemas de iluminação inteligentes.As vendas de sistemas inteligentes estão disparando.A ABI Research calcula que as receitas globais saltarão dez vezes para 1,7 mil milhões de dólares até 2026. O “momento da lâmpada” da Terra é assim;A infraestrutura de iluminação pública, que está intimamente relacionada com as atividades humanas, é o caminho a seguir como plataforma para cidades inteligentes num contexto mais amplo.Já em 2022, mais de dois terços das novas instalações de iluminação pública estarão ligadas a uma plataforma de gestão central para integrar dados de vários sensores de cidades inteligentes, disse a ABI.
Adarsh Krishnan, analista principal da ABI Research, disse: “Há muito mais oportunidades de negócios para fornecedores de cidades inteligentes que aproveitam a infraestrutura urbana de postes de luz, implantando conectividade sem fio, sensores ambientais e até câmeras inteligentes.O desafio é encontrar modelos de negócios viáveis que incentivem a sociedade a implantar soluções multissensores em escala e com boa relação custo-benefício.”
A questão não é mais se conectar, mas como e quanto conectar em primeiro lugar.Como observa Krishnan, parte disto tem a ver com modelos de negócio, mas o dinheiro já está a fluir para cidades inteligentes através da privatização cooperativa de serviços públicos (PPP), onde as empresas privadas assumem riscos financeiros em troca do sucesso no capital de risco.Os contratos “como serviço” baseados em assinatura distribuíram o investimento por períodos de retorno, o que também estimulou a atividade.
Em contraste, os postes de luz na Europa estão sendo conectados a redes tradicionais de favo de mel (normalmente 2G até LTE (4G)), bem como ao novo dispositivo padrão HONEYCOMB Iot, LTE-M.A tecnologia proprietária de banda ultraestreita (UNB) também está entrando em ação, junto com o Zigbee, uma pequena difusão do Bluetooth de baixa potência e derivados do IEEE 802.15.4.
A Bluetooth Technology Alliance (SIG) dá ênfase especial às cidades inteligentes.O grupo prevê que as remessas de Bluetooth de baixo consumo 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 baixo consumo também se destina a redes externas.“A solução de gestão de ativos melhora a utilização dos recursos da cidade inteligente e ajuda a reduzir os custos operacionais urbanos”, afirmou a Bluetooth Technology Alliance.
Uma combinação das duas técnicas é melhor!
Cada tecnologia tem suas controvérsias, entretanto, algumas das quais foram resolvidas em debate.Por exemplo, a UNB propõe limites mais rígidos na carga útil e nos cronogramas de entrega, descartando o suporte paralelo para aplicações de múltiplos sensores ou para aplicações como câmeras que o exijam.A tecnologia de curto alcance é mais barata e proporciona maior rendimento para o desenvolvimento de configurações de iluminação como plataforma.É importante ressaltar que eles também podem desempenhar uma função de backup no caso de desconexão do sinal WAN e fornecer um meio para os técnicos lerem os sensores diretamente para depuração e diagnóstico.O Bluetooth de baixo consumo, por exemplo, funciona com quase todos os smartphones do mercado.
Embora uma rede mais densa possa aumentar a robustez, a sua arquitetura torna-se complexa e impõe maiores exigências de energia aos sensores ponto a ponto interligados.O alcance da transmissão também é problemático;A cobertura usando Zigbee e Bluetooth de baixa potência é de apenas algumas centenas de metros, no máximo.Embora uma variedade de tecnologias de curto alcance sejam competitivas e adequadas para sensores baseados em rede e em toda a vizinhança, elas são redes fechadas que, em última análise, exigem o uso de gateways para transmitir sinais de volta à nuvem.
Uma conexão em favo de mel geralmente é adicionada no final.A tendência para os fornecedores de iluminação inteligente é usar a conectividade honeycomb ponto-a-nuvem para fornecer gateway de distância de 5 a 15 km ou cobertura de dispositivo sensor.A tecnologia Beehive traz grande alcance de transmissão e simplicidade;Ele também fornece rede pronta para uso e um nível mais alto de segurança, de acordo com a comunidade Hive.
Neill Young, chefe da Internet das Coisas Vertical da GSMA, um órgão da indústria que representa as operadoras de redes móveis, disse: “As operadoras de ação… têm toda a cobertura de toda a área, portanto, não requerem infraestrutura adicional para conectar os dispositivos e sensores de iluminação urbana. .No espectro licenciado a rede honeycomb tem segurança e confiabilidade, significa que a operadora tem as melhores condições, pode suportar um grande número de necessidades, uma vida útil da bateria muito mais longa e manutenção mínima e longa distância de transmissão de equipamentos de baixo custo.”
De todas as tecnologias de conectividade disponíveis, a HONEYCOMB terá o maior crescimento nos próximos anos, segundo a ABI.O burburinho sobre as redes 5G e a corrida para hospedar a infraestrutura 5G levaram as operadoras a agarrar o poste de luz e a preencher pequenas unidades alveoladas em ambientes urbanos.Nos Estados Unidos, Las Vegas e Sacramento estão a implementar LTE e 5G, bem como sensores de cidades inteligentes, em iluminação pública através das operadoras AT&T e Verizon.Hong Kong acaba de revelar um plano para instalar 400 postes de iluminação habilitados para 5G como parte da sua iniciativa de cidade inteligente.
Forte integração de hardware
Nielsen acrescentou: “A Nordic oferece produtos multimodo de curto e longo alcance, com seu SoC nRF52840 suportando Bluetooth de baixa potência, Bluetooth Mesh e Zigbee, bem como Thread e sistemas proprietários de 2,4 GHz.O SiP nRF9160 baseado em Honeycomb da Nordic oferece suporte LTE-M e NB-iot.A combinação das duas tecnologias traz vantagens de desempenho e custo.”
A separação de frequência permite que esses sistemas coexistam, com o primeiro funcionando na banda de 2,4 GHz sem permissão e o último funcionando onde quer que o LTE esteja localizado.Nas frequências mais baixas e mais altas, existe um compromisso entre uma cobertura de área mais ampla e uma maior capacidade de transmissão.Mas em plataformas de iluminação, a tecnologia sem fio de curto alcance é normalmente usada para interconectar sensores, o poder da computação de ponta é usado para observação e análise, e o honeycomb iot é usado para enviar dados de volta para a nuvem, bem como controle de sensores para níveis mais elevados de manutenção.
Até agora, o par de rádios de curto e longo alcance foi adicionado separadamente, e não integrado no mesmo chip de silício.Em alguns casos, os componentes são separados porque as falhas do iluminador, do sensor e do rádio são todas diferentes.No entanto, a integração de rádios duplos num único sistema resultará numa integração tecnológica mais estreita e em custos de aquisição mais baixos, que são considerações fundamentais para as cidades inteligentes.
Nordic acredita que o mercado está se movendo nessa direção.A empresa integrou tecnologias de conectividade IoT sem fio e honeycomb de curto alcance em hardware e software no nível do desenvolvedor para que os fabricantes de soluções possam executar o par simultaneamente em aplicações de teste.A placa DK da Nordic para nRF9160 SiP foi projetada para que os desenvolvedores “façam seus aplicativos Honeycomb iot funcionarem”;Nordic Thingy:91 foi descrito como um “gateway completo e pronto para uso” que pode ser usado como uma plataforma de prototipagem pronta para uso ou prova de conceito para projetos de produtos iniciais.
Ambos apresentam SiP nRF9160 em favo de mel multimodo e SoC nRF52840 de curto alcance multiprotocolo.Os sistemas embarcados que combinam as duas tecnologias para implantações comerciais de IoT estão a apenas “meses” de serem comercializados, de acordo com a Nordic.
Nordic Nielsen disse: “a plataforma de iluminação de cidade inteligente foi criada com todas essas tecnologias de conexão;o mercado é muito claro como combiná-los, fornecemos soluções para placa de desenvolvimento de fabricantes, para testar como eles funcionam juntos.Eles são combinados em soluções de negócios é fundamental, em apenas uma questão de tempo.”
Horário da postagem: 29 de março de 2022