نورپردازی خیابانی یک بستر ایده آل برای شهرهای هوشمند به هم پیوسته فراهم می کند

شهرهای هوشمند به هم پیوسته رویاهای زیبایی را به ارمغان می آورند. در چنین شهرهایی ، فن آوری های دیجیتال چندین کارکرد مدنی منحصر به فرد را برای بهبود کارآیی عملیاتی و هوش به همراه دارند. تخمین زده می شود که تا سال 2050 ، 70 ٪ از جمعیت جهان در شهرهای هوشمند زندگی می کنند ، جایی که زندگی سالم ، شاد و ایمن خواهد بود. از نظر مهم ، این قول می دهد که سبز باشد ، آخرین کارت ترامپ بشریت در برابر نابودی سیاره.

اما شهرهای هوشمند کار سختی هستند. فن آوری های جدید گران است ، دولت های محلی محدود هستند و سیاست به چرخه های کوتاه انتخابات تغییر می کند و دستیابی به یک مدل استقرار متمرکز بسیار کارآمد و کارآمد از فناوری که در مناطق شهری در سطح جهان یا ملی مورد استفاده مجدد قرار می گیرد ، دشوار است. در حقیقت ، بیشتر شهرهای هوشمند پیشرو در عناوین واقعاً فقط مجموعه ای از آزمایش های مختلف فناوری و پروژه های جانبی منطقه ای هستند که کمی منتظر گسترش آن هستند.

بیایید به دامپسترها و پارکینگ ها ، که با سنسورها و تجزیه و تحلیل ها باهوش هستند ، نگاه کنیم. در این زمینه ، بازده سرمایه گذاری (ROI) محاسبه و استاندارد سازی دشوار است ، به ویژه هنگامی که سازمان های دولتی چنان تکه تکه شده اند (بین سازمان های دولتی و خدمات خصوصی و همچنین بین شهرها ، شهرها ، مناطق و کشورها). به نظارت بر کیفیت هوا نگاه کنید. چگونه می توان تأثیر هوای پاک بر خدمات بهداشتی و درمانی در یک شهر را محاسبه کرد؟ از نظر منطقی ، شهرهای هوشمند به سختی قابل اجرا هستند ، اما انکار آن نیز دشوار است.

با این حال ، درخشش نور در مه تغییر دیجیتال وجود دارد. روشنایی خیابان در کلیه خدمات شهرداری بستری را برای شهرها فراهم می کند تا عملکردهای هوشمند را بدست آورند و برای اولین بار برنامه های مختلف را ترکیب کنند. به پروژه های مختلف روشنایی خیابان هوشمند که در سن دیگو در ایالات متحده و کپنهاگ در دانمارک اجرا می شود ، نگاه کنید و تعداد آنها در حال افزایش است. این پروژه ها آرایه ای از سنسورها را با واحدهای سخت افزاری مدولار ثابت می کنند تا به قطب های سبک ثابت شوند تا کنترل از راه دور خود روشنایی را کنترل کند و عملکردهای دیگری مانند پیشخوان های ترافیکی ، مانیتورهای کیفیت هوا و حتی ردیاب های اسلحه را اجرا کند.

از اوج قطب نور ، شهرها شروع به پرداختن به "زنده بودن" شهر در خیابان ، از جمله جریان ترافیک و تحرک ، سر و صدا و آلودگی هوا و فرصت های شغلی نوظهور کرده اند. حتی سنسورهای پارکینگ ، که به طور سنتی در پارکینگ ها دفن شده اند ، می توانند ارزان و کارآمد به زیرساخت های روشنایی متصل شوند. شهرهای کامل به طور ناگهانی می توانند بدون حفر خیابان ها یا اجاره فضا یا حل مشکلات محاسباتی انتزاعی در مورد زندگی سالم تر و خیابان های ایمن ، به طور ناگهانی شبکه و بهینه شوند.

این امر به این دلیل است که ، در بیشتر موارد ، راه حل های روشنایی هوشمند در ابتدا با شرط بندی پس انداز از راه حل های هوشمند محاسبه نمی شوند. در عوض ، زنده ماندن انقلاب دیجیتال شهری یک نتیجه تصادفی از توسعه همزمان روشنایی است.

صرفه جویی در مصرف انرژی از جایگزینی لامپ های رشته ای با روشنایی LED با حالت جامد ، همراه با منبع تغذیه به راحتی در دسترس و زیرساخت های روشنایی گسترده ، شهرهای هوشمند را امکان پذیر می کند.

سرعت تبدیل LED در حال حاضر مسطح است و نورپردازی هوشمند در حال رونق است. به گفته گروه شمال شرقی ، یک تحلیلگر زیرساخت هوشمند ، حدود 90 ٪ از 363 میلیون چراغ خیابانی جهان تا سال 2027 توسط LED ها روشن می شود. یک سوم آنها همچنین برنامه های هوشمند را اجرا می کنند ، روندی که از چند سال پیش آغاز شده است. تا زمانی که بودجه و طرح های قابل توجهی منتشر نشود ، نورپردازی خیابان به عنوان زیرساخت شبکه برای فن آوری های مختلف دیجیتالی در شهرهای هوشمند در مقیاس بزرگ مناسب است.

صرفه جویی در هزینه LED

طبق قوانین انگشت شست که توسط تولید کنندگان روشنایی و سنسور پیشنهاد شده است ، روشنایی هوشمند می تواند هزینه های اداری و نگهداری مربوط به زیرساخت ها را 50 تا 70 درصد کاهش دهد. اما بیشتر این پس انداز (حدود 50 درصد ، به اندازه کافی برای ایجاد تغییر) می تواند به سادگی با تغییر به لامپ های LED با انرژی کارآمد تحقق یابد. بقیه پس اندازها از اتصال و کنترل نورپردازی ها و انتقال اطلاعات هوشمندانه در مورد نحوه عملکرد آنها در شبکه روشنایی ناشی می شود.

تنظیمات متمرکز و مشاهدات به تنهایی می تواند هزینه های نگهداری را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. روش های زیادی وجود دارد ، و آنها یکدیگر را تکمیل می کنند: برنامه ریزی ، کنترل فصلی و تنظیم زمان بندی. تشخیص گسل و کاهش حضور در کامیون تعمیر و نگهداری. ضربه با اندازه شبکه روشنایی افزایش می یابد و به مورد ROI اولیه باز می گردد. بازار می گوید این رویکرد می تواند در حدود پنج سال هزینه خود را بپردازد و با در نظر گرفتن مفاهیم "نرم تر" شهر هوشمند ، مانند آنهایی که دارای سنسورهای پارکینگ ، مانیتورهای ترافیکی ، کنترل کیفیت هوا و ردیاب های اسلحه هستند ، می تواند خود را در زمان کمتری بپردازد.

Guidehouse Insights ، یک تحلیلگر بازار ، بیش از 200 شهر را برای سنجش سرعت تغییر دنبال می کند. در این گزارش آمده است که یک چهارم شهر در حال برنامه های روشنایی هوشمند است. فروش سیستم های هوشمند در حال افزایش است. تحقیقات ABI محاسبه می کند که درآمد جهانی تا سال 2026 ده برابر به 1.7 میلیارد دلار می رسد. "لحظه لامپ" زمین مانند این است. زیرساخت های روشنایی خیابان ، که از نزدیک با فعالیت های انسانی ارتباط دارد ، راهی برای پیشبرد به عنوان سکویی برای شهرهای هوشمند در یک زمینه وسیع تر است. در اوایل سال 2022 ، بیش از دو سوم تاسیسات جدید نورپردازی در خیابان به یک پلت فرم مدیریت مرکزی برای ادغام داده ها از سنسورهای متعدد شهر هوشمند گره خورده است.

Adarsh ​​Krishnan ، تحلیلگر اصلی در ABI Research ، گفت: "فرصت های شغلی بسیار بیشتری برای فروشندگان شهر هوشمند وجود دارد که با استفاده از اتصال بی سیم ، سنسورهای محیط زیست و حتی دوربین های هوشمند از زیرساخت های قطبی شهری بهره می برند. چالش این است که مدلهای تجاری مناسب را ترغیب کنید که جامعه را به سمت استقرار چند نفره در مقیاس در مقیاس در یک روش مقرون به صرفه ترغیب می کند."

سوال دیگر این نیست که آیا ارتباط برقرار کند ، بلکه چگونه و در وهله اول ارتباط برقرار می کند. همانطور که کریشنان مشاهده می کند ، بخشی از این مربوط به مدل های تجاری است ، اما پول در حال حاضر از طریق خصوصی سازی ابزار تعاونی (PPP) در شهرهای هوشمند جریان می یابد ، جایی که شرکت های خصوصی در ازای موفقیت در سرمایه گذاری ، ریسک مالی را به عهده می گیرند. قراردادهای "As-A-Service" مبتنی بر اشتراک ، سرمایه گذاری را در طی دوره های بازپرداخت گسترش می دهد ، که این امر همچنین باعث ایجاد فعالیت می شود.

در مقابل ، چراغهای خیابانی در اروپا به شبکه های سنتی لانه زنبوری (به طور معمول 2G تا LTE (4G)) و همچنین دستگاه استاندارد جدید لانه زنبوری IoT ، LTE-M وصل می شوند. فناوری اختصاصی Ultra-Narrowband (UNB) نیز به همراه Zigbee ، پخش کوچکی از بلوتوث کم مصرف و مشتقات IEEE 802.15.4 در حال بازی است.

اتحاد فناوری بلوتوث (SIG) تأکید ویژه ای بر شهرهای هوشمند دارد. این گروه پیش بینی می کند که محموله بلوتوث کم قدرت در شهرهای هوشمند طی 5 سال آینده پنج برابر رشد خواهد کرد ، به 230 میلیون در سال. بیشتر آنها با ردیابی دارایی در اماکن عمومی مانند فرودگاه ها ، استادیوم ها ، بیمارستان ها ، مراکز خرید و موزه ها مرتبط هستند. با این حال ، بلوتوث کم مصرف نیز در شبکه های فضای باز انجام می شود. اتحاد فناوری بلوتوث گفت: "راه حل مدیریت دارایی ، استفاده از منابع شهر هوشمند را بهبود می بخشد و به کاهش هزینه های عملیاتی شهری کمک می کند."

ترکیبی از دو تکنیک بهتر است!

هر فناوری اختلافات خود را دارد ، با این حال ، برخی از آنها در بحث حل شده اند. به عنوان مثال ، UNB محدودیت های سختگیرانه تری را در برنامه های بار و تحویل ارائه می دهد ، و پشتیبانی موازی برای برنامه های چند سنسور یا برنامه هایی مانند دوربین هایی که به آن نیاز دارند ، صادر می کند. فناوری برد کوتاه ارزان تر است و توان بیشتری را برای توسعه تنظیمات روشنایی به عنوان یک پلتفرم فراهم می کند. نکته مهم این است که آنها همچنین می توانند در صورت قطع ارتباط سیگنال WAN نقش پشتیبان داشته باشند و وسیله ای را برای تکنسین ها فراهم کنند تا سنسورها را مستقیماً برای اشکال زدایی و تشخیص بخوانند. به عنوان مثال ، بلوتوث کم قدرت تقریباً با هر تلفن هوشمند در بازار کار می کند.

اگرچه یک شبکه متراکم می تواند استحکام را تقویت کند ، اما معماری آن پیچیده می شود و تقاضای انرژی بالاتری را بر سنسورهای نقطه به نقطه به هم پیوسته می کند. دامنه انتقال نیز مشکل ساز است. پوشش با استفاده از Zigbee و بلوتوث کم مصرف حداکثر چند صد متر است. اگرچه انواع فن آوری های کوتاه مدت برای سنسورهای مبتنی بر شبکه و همسایه مناسب هستند ، اما شبکه های بسته ای هستند که در نهایت نیاز به استفاده از دروازه ها برای انتقال سیگنال ها به ابر دارند.

اتصال لانه زنبوری معمولاً در پایان اضافه می شود. روند فروشندگان روشنایی هوشمند استفاده از اتصال لانه زنبوری نقطه به ابر برای تأمین پوشش 5 تا 15 کیلومتر از راه دور یا پوشش دستگاه سنسور است. فناوری Beehive دامنه انتقال و سادگی بزرگ را به ارمغان می آورد. طبق گفته جامعه Hive ، این شبکه همچنین شبکه های خارج از قفسه و امنیت بالاتری را فراهم می کند.

Neill Young ، رئیس اینترنت اشیاء عمودی در GSMA ، یک بدنه صنعت که نماینده اپراتورهای شبکه تلفن همراه است ، گفت: "اپراتورهای اکشن ... پوشش کل منطقه را دارد ، بنابراین به زیرساخت های اضافی برای اتصال دستگاه های روشنایی شهری و سنسورها نیاز ندارد. تجهیزات. "

از بین تمام فن آوری های اتصال موجود ، لانه زنبوری بیشترین رشد را در سالهای آینده مشاهده خواهد کرد. وزوز در مورد شبکه های 5G و تقلا برای میزبانی زیرساخت های 5G باعث شده است که اپراتورها قطب سبک را بگیرند و واحدهای کوچک لانه زنبوری را در محیط های شهری پر کنند. در ایالات متحده ، لاس وگاس و ساکرامنتو در حال استقرار LTE و 5G و همچنین سنسورهای شهر هوشمند در چراغ های خیابانی از طریق حامل های AT&T و Verizon هستند. هنگ کنگ به تازگی از طرحی برای نصب 400 لامپ با قابلیت 5G به عنوان بخشی از ابتکار عمل شهر هوشمند خود رونمایی کرده است.

ادغام محکم سخت افزار

نیلسن اضافه کرد: "نوردیک محصولات کوتاه مدت و برداشت چند حالته را ارائه می دهد ، با NRF52840 SOC خود که از بلوتوث کم برق ، بلوتوث و Zigbee پشتیبانی می کند ، و همچنین سیستم های 2.4GHZ THEPTRIETIAL و TECTRIETIVE. NRF9160 SIP TROOLOLICS THE COMOMOLOG THE SUPPORITY THE COMOMOLOG. مزایا. "

جداسازی فرکانس به این سیستم ها اجازه می دهد تا همزیستی شوند ، با اجرای قبلی در باند 2.4 گیگاهرتز بدون مجوز و دومی در هر کجا که LTE در آن قرار دارد ، اجرا می شود. در فرکانس های پایین تر و بالاتر ، بین پوشش منطقه وسیع تر و ظرفیت انتقال بیشتر تجارت وجود دارد. اما در سیستم عامل های روشنایی ، از فناوری بی سیم با برد کوتاه به طور معمول برای اتصال سنسورها استفاده می شود ، از قدرت محاسبات لبه برای مشاهده و تجزیه و تحلیل استفاده می شود و از IoT لانه زنبوری برای ارسال داده ها به ابر و همچنین کنترل سنسور برای سطح نگهداری بالاتر استفاده می شود.

تا کنون ، جفت رادیوهای با برد کوتاه و دوربرد به طور جداگانه اضافه شده است ، که در همان تراشه سیلیکون ساخته نشده است. در بعضی موارد ، اجزای آن از هم جدا می شوند زیرا خرابی های روشنگر ، سنسور و رادیو متفاوت است. با این حال ، ادغام رادیوهای دوگانه در یک سیستم واحد منجر به ادغام نزدیکتر فناوری و هزینه های کمتری خواهد شد که ملاحظات کلیدی برای شهرهای هوشمند است.

نوردیک فکر می کند که بازار در آن جهت حرکت می کند. این شرکت فن آوری های اتصال بی سیم و لانه زنبوری IoT را در سطح سخت افزار و نرم افزاری در سطح توسعه دهنده یکپارچه کرده است تا تولید کنندگان راه حل بتوانند این جفت را به طور همزمان در برنامه های آزمایشی اجرا کنند. هیئت مدیره Nordic DK برای NRF9160 SIP برای توسعه دهندگان طراحی شده است تا "برنامه های کاربردی IoT لانه زنبوری خود را کار کنند". Nordic Thingy: 91 به عنوان "دروازه تمام عیار خارج از قفسه" توصیف شده است که می تواند به عنوان یک پلت فرم نمونه سازی خارج از قفسه یا اثبات مفهوم برای طرح های اولیه محصول مورد استفاده قرار گیرد.

هر دو دارای چند حالته HoneyComb NRF9160 SIP و چند پروتکل کوتاه NRF52840 SOC هستند. به گفته نوردیک ، سیستم های تعبیه شده که دو فناوری را برای استقرار IoT تجاری ترکیب می کنند ، فقط "ماه" از تجارت دور هستند.

نوردیک نیلسن گفت: "پلت فرم روشنایی شهر هوشمند همه این فناوری های اتصال را تنظیم کرده است ؛ بازار کاملاً واضح است که چگونه آنها را با هم ترکیب کنیم ، ما راه حل هایی را برای هیئت توسعه تولید کنندگان ارائه داده ایم تا نحوه کار آنها را آزمایش کنیم. آنها در راه حل های تجاری ضروری است ، فقط در یک موضوع زمان."