Փողոցային լուսավորությունը իդեալական հարթակ է ապահովում փոխկապակցված խելացի քաղաքների համար

Փոխկապակցված խելացի քաղաքները բերում են գեղեցիկ երազանքներ: Նման քաղաքներում թվային տեխնոլոգիաները միավորում են բազմաթիվ եզակի քաղաքացիական գործառույթներ՝ բարելավելու գործառնական արդյունավետությունն ու հետախուզությունը: Ենթադրվում է, որ մինչև 2050 թվականը աշխարհի բնակչության 70%-ը կապրի խելացի քաղաքներում, որտեղ կյանքը կլինի առողջ, երջանիկ և ապահով։ Շատ կարևոր է, որ այն խոստանում է լինել կանաչ, մարդկության վերջին հաղթաթուղթը մոլորակի ոչնչացման դեմ:

Բայց խելացի քաղաքները դժվար աշխատանք են: Նոր տեխնոլոգիաները թանկ են, տեղական ինքնակառավարման մարմինները՝ կաշկանդված, և քաղաքականությունը տեղափոխվում է կարճ ընտրական ցիկլեր, ինչը դժվարացնում է բարձր գործառնական և ֆինանսական արդյունավետ կենտրոնացված տեխնոլոգիաների տեղակայման մոդելի հասնելը, որը վերաօգտագործվում է քաղաքային տարածքներում գլոբալ կամ ազգային մակարդակում: Իրականում, վերնագրերում առաջատար խելացի քաղաքների մեծ մասն իրականում ընդամենը տարբեր տեխնոլոգիական փորձերի և տարածաշրջանային կողմնակի նախագծերի հավաքածու են, որոնց ընդլայնումը քիչ է սպասվում:

Եկեք նայենք աղբարկղերին և կայանատեղիներին, որոնք խելացի են սենսորներով և վերլուծություններով. Այս համատեքստում ներդրումների եկամտաբերությունը (ROI) դժվար է հաշվարկել և ստանդարտացնել, հատկապես, երբ պետական ​​կառույցներն այդքան մասնատված են (պետական ​​գործակալությունների և մասնավոր ծառայությունների միջև, ինչպես նաև քաղաքների, քաղաքների, շրջանների և երկրների միջև): Նայեք օդի որակի մոնիտորինգին; Ինչպե՞ս է հեշտ հաշվարկել մաքուր օդի ազդեցությունը քաղաքի առողջապահական ծառայությունների վրա: Տրամաբանական է, որ խելացի քաղաքները դժվար է իրականացնել, բայց նաև դժվար է հերքել:

Այնուամենայնիվ, թվային փոփոխության մշուշի մեջ կա լույսի շող: Բոլոր քաղաքային ծառայությունների փողոցների լուսավորությունը քաղաքների համար հարթակ է ստեղծում խելացի գործառույթներ ձեռք բերելու և մի քանի հավելվածներ առաջին անգամ համատեղելու համար: Նայեք խելացի փողոցների լուսավորության տարբեր նախագծերին, որոնք իրականացվում են Սան Դիեգոյում (ԱՄՆ) և Կոպենհագենում (Դանիա), և դրանց թիվը գնալով ավելանում է: Այս նախագծերը միավորում են սենսորների զանգվածները լուսային սյուների վրա ամրացված մոդուլային ապարատային միավորների հետ, որոնք թույլ են տալիս հեռակառավարել լուսավորությունը և գործարկել այլ գործառույթներ, ինչպիսիք են երթևեկության հաշվիչները, օդի որակի մոնիտորները և նույնիսկ զենքի դետեկտորները:

Լույսի բևեռի բարձրությունից քաղաքները սկսել են անդրադառնալ փողոցում գտնվող քաղաքի «կենսունակությանը», ներառյալ երթևեկության հոսքը և շարժունակությունը, աղմուկը և օդի աղտոտվածությունը և առաջացող բիզնես հնարավորությունները: Նույնիսկ կայանման սենսորները, որոնք ավանդաբար թաղված են կայանատեղիներում, կարող են էժան և արդյունավետ կերպով միացված լինել լուսավորության ենթակառուցվածքին: Ամբողջ քաղաքները կարող են հանկարծակի ցանցավորվել և օպտիմիզացվել՝ առանց փողոցներ փորելու կամ տարածք վարձակալելու կամ ավելի առողջ ապրելու և անվտանգ փողոցների վերաբերյալ վերացական հաշվարկային խնդիրներ լուծելու:

Սա աշխատում է, քանի որ, մեծ մասամբ, խելացի լուսավորության լուծումներն ի սկզբանե չեն հաշվարկվում խելացի լուծումներից խնայողությունների վրա խաղադրույքով: Փոխարենը, քաղաքային թվային հեղափոխության կենսունակությունը լուսավորության միաժամանակյա զարգացման պատահական հետևանք է։

Շիկացման լամպերը պինդ վիճակում գտնվող լուսադիոդային լուսավորությամբ փոխարինելու արդյունքում ստացված էներգիայի խնայողությունը, ինչպես նաև մատչելի սնուցման աղբյուրները և լայնածավալ լուսավորության ենթակառուցվածքը, խելացի քաղաքները դարձնում են իրագործելի:

LED-ի փոխակերպման տեմպերն արդեն հարթ են, իսկ խելացի լուսավորությունը ծաղկում է: Ըստ Northeast Group-ի՝ ​​խելացի ենթակառուցվածքի վերլուծաբանի՝ աշխարհի 363 միլիոն փողոցային լույսերի մոտ 90%-ը մինչև 2027 թվականը կլուսավորվի լուսադիոդներով: Նրանց մեկ երրորդը կգործարկի նաև խելացի հավելվածներ, մի միտում, որը սկսվել է մի քանի տարի առաջ: Քանի դեռ զգալի ֆինանսավորումը և նախագծերը չեն հրապարակվել, փողոցների լուսավորությունը լավագույնս հարմար է որպես ցանցային ենթակառուցվածք՝ լայնածավալ խելացի քաղաքներում տարբեր թվային տեխնոլոգիաների համար:

Խնայեք LED ծախսերը

Լուսավորության և սենսորների արտադրողների կողմից առաջարկված հիմնական կանոնների համաձայն՝ խելացի լուսավորությունը կարող է նվազեցնել ենթակառուցվածքի վարչական և սպասարկման ծախսերը 50-70 տոկոսով: Սակայն այդ խնայողությունների մեծ մասը (մոտ 50 տոկոսը, որը բավական է փոփոխություն մտցնելու համար) կարող է իրականացվել պարզապես էներգաարդյունավետ LED լամպերի անցնելու միջոցով: Մնացած խնայողությունները ստացվում են լուսատուների միացումից և կառավարումից, ինչպես նաև խելացի տեղեկատվության փոխանցումից, թե ինչպես են դրանք աշխատում լուսավորության ցանցով:

Միայն կենտրոնացված ճշգրտումները և դիտարկումները կարող են զգալիորեն նվազեցնել պահպանման ծախսերը: Կան բազմաթիվ եղանակներ, և դրանք լրացնում են միմյանց՝ պլանավորում, սեզոնային հսկողություն և ժամանակի ճշգրտում; Սխալների ախտորոշում և սպասարկման բեռնատարների հաճախելիության կրճատում: Ազդեցությունը մեծանում է լուսավորման ցանցի չափերով և հետ է հոսում դեպի սկզբնական ROI պատյան: Շուկան ասում է, որ այս մոտեցումը կարող է վճարել իր համար մոտ հինգ տարում, և ունի պոտենցիալ վճարելու իր համար ավելի քիչ ժամանակում՝ ներառելով «ավելի մեղմ» խելացի քաղաքների կոնցեպտները, ինչպիսիք են կայանման սենսորները, երթևեկության մոնիտորները, օդի որակի վերահսկումը և զենքի դետեկտորները: .

Guidehouse Insights-ը, շուկայի վերլուծաբան, հետևում է ավելի քան 200 քաղաքների՝ փոփոխությունների տեմպերը գնահատելու համար. Այն ասում է, որ քաղաքների մեկ քառորդը կիրառում է խելացի լուսավորության սխեմաներ: Խելացի համակարգերի վաճառքը աճում է. ABI Research-ը հաշվարկում է, որ գլոբալ եկամուտները մինչև 2026 թվականը կաճեն տասնապատիկ՝ հասնելով 1,7 միլիարդ դոլարի: Երկրի «լամպի պահը» այսպիսին է. Փողոցների լուսավորության ենթակառուցվածքը, որը սերտորեն կապված է մարդու գործունեության հետ, առաջընթացի ուղին է որպես հարթակ խելացի քաղաքների համար ավելի լայն համատեքստում: Արդեն 2022 թվականին փողոցային լուսավորության նոր կայանքների ավելի քան երկու երրորդը կկապվի կենտրոնական կառավարման հարթակին՝ մի քանի խելացի քաղաքային սենսորների տվյալների ինտեգրման համար, ասել է ABI-ն:

«Ավելի շատ բիզնես հնարավորություններ կան խելացի քաղաքների վաճառողների համար, որոնք օգտագործում են քաղաքային լուսաբևեռային ենթակառուցվածքը՝ տեղակայելով անլար կապ, բնապահպանական սենսորներ և նույնիսկ խելացի տեսախցիկներ»: Խնդիրն այն է, որ գտնենք կենսունակ բիզնես մոդելներ, որոնք կխրախուսեն հասարակությանը բազմասենսորային լուծումներ կիրառելու մասշտաբով՝ ծախսարդյունավետ ձևով»:

Հարցն այլևս այն չէ, թե արդյոք կապելն է, այլ այն, թե ինչպես և որքանով միացնել առաջին հերթին: Ինչպես նշում է Կրիշնանը, դրա մի մասը վերաբերում է բիզնես մոդելներին, բայց փողն արդեն հոսում է խելացի քաղաքներ կոոպերատիվ կոմունալ ծառայությունների սեփականաշնորհման (ՊՄԳ) միջոցով, որտեղ մասնավոր ընկերությունները ֆինանսական ռիսկ են վերցնում վենչուրային կապիտալում հաջողության դիմաց: Բաժանորդագրության վրա հիմնված «որպես ծառայության» պայմանագրերը ներդրումները տարածում են մարման ժամկետների վրա, ինչը նույնպես խթանում է ակտիվությունը:

Ի հակադրություն, Եվրոպայում Streetlights-ը միացված է ավանդական բջիջների ցանցերին (սովորաբար 2G-ից մինչև LTE (4G)), ինչպես նաև նոր HONEYCOMB Iot ստանդարտ սարքին՝ LTE-M-ին: Գործում է նաև սեփական գերնեղաշերտ (UNB) տեխնոլոգիան՝ Zigbee-ի, ցածր էներգիայի Bluetooth-ի և IEEE 802.15.4 ածանցյալների մի փոքր տարածման հետ միասին:

Bluetooth Technology Alliance-ը (SIG) հատուկ ուշադրություն է դարձնում խելացի քաղաքներին: Խումբը կանխատեսում է, որ ցածր էներգիայի Bluetooth-ի առաքումները խելացի քաղաքներում կաճի հինգ անգամ հաջորդ հինգ տարիների ընթացքում՝ տարեկան 230 միլիոնի: Շատերը կապված են հասարակական վայրերում ակտիվների հետագծման հետ, ինչպիսիք են օդանավակայանները, մարզադաշտերը, հիվանդանոցները, առևտրի կենտրոնները և թանգարանները: Այնուամենայնիվ, ցածր էներգիայի Bluetooth-ն ուղղված է նաև բացօթյա ցանցերին: «Ակտիվների կառավարման լուծումը բարելավում է խելացի քաղաքի ռեսուրսների օգտագործումը և օգնում է նվազեցնել քաղաքային գործառնական ծախսերը», - ասվում է Bluetooth Technology Alliance-ում:

Երկու տեխնիկայի համադրությունն ավելի լավն է:

Յուրաքանչյուր տեխնոլոգիա ունի իր հակասությունները, սակայն, որոնցից մի քանիսը լուծվել են բանավեճի ընթացքում: Օրինակ, UNB-ն առաջարկում է ծանրաբեռնվածության և առաքման ժամանակացույցի ավելի խիստ սահմանափակումներ՝ բացառելով զուգահեռ աջակցությունը բազմաթիվ սենսորային հավելվածների կամ այնպիսի ծրագրերի, ինչպիսիք են տեսախցիկները, որոնք դա պահանջում են: Կարճ հեռահարության տեխնոլոգիան ավելի էժան է և ապահովում է ավելի մեծ թողունակություն լուսավորությունը որպես հարթակի կարգավորումներ մշակելու համար: Կարևորն այն է, որ դրանք կարող են նաև պահեստային դեր խաղալ WAN ազդանշանի անջատման դեպքում և տեխնիկների համար միջոցներ տրամադրել տվիչները կարդալու ուղղակիորեն վրիպազերծման և ախտորոշման համար: Ցածր էներգիայի Bluetooth-ը, օրինակ, աշխատում է շուկայում առկա գրեթե բոլոր սմարթֆոնների հետ:

Չնայած ավելի խիտ ցանցը կարող է ուժեղացնել ամրությունը, դրա ճարտարապետությունը դառնում է բարդ և էներգիայի ավելի մեծ պահանջներ է դնում փոխկապակցված կետից կետ սենսորների վրա: Փոխանցման միջակայքը նույնպես խնդրահարույց է. Zigbee-ի և ցածր էներգիայի Bluetooth-ի օգտագործմամբ ծածկույթը առավելագույնը ընդամենը մի քանի հարյուր մետր է: Թեև կարճ հեռահարության մի շարք տեխնոլոգիաներ մրցունակ են և հարմար են ցանցի վրա հիմնված, հարևան լայնածավալ սենսորների համար, դրանք փակ ցանցեր են, որոնք, ի վերջո, պահանջում են դարպասների օգտագործում՝ ազդանշանները դեպի ամպ փոխանցելու համար:

Սովորաբար վերջում ավելացվում է մեղրախորիսխ: Խելացի լուսավորության վաճառողների միտումն է օգտագործել կետից ամպ մեղրախորիսխի միացում՝ ապահովելու համար 5-ից 15 կմ հեռավորության դարպասների կամ սենսորային սարքերի ծածկույթ: Փեթակ տեխնոլոգիան ապահովում է փոխանցման մեծ տիրույթ և պարզություն. Այն նաև ապահովում է ցանցային ցանց և անվտանգության ավելի բարձր մակարդակ, ըստ Hive համայնքի:

Բջջային ցանցի օպերատորներին ներկայացնող GSMA-ի «Իրերի ուղղահայաց ինտերնետի» ղեկավար Նիլ Յանգն ասում է. «Ակցիա օպերատորները… ունեն ամբողջ տարածքի ծածկույթը, հետևաբար, քաղաքային լուսավորության սարքերը և սենսորները միացնելու համար լրացուցիչ ենթակառուցվածք չի պահանջվում: . Լիցենզավորված սպեկտրի բջիջների ցանցն ունի անվտանգություն և հուսալիություն, ինչը նշանակում է, որ օպերատորն ունի լավագույն պայմանները, կարող է ապահովել մեծ թվով կարիքներ, շատ ավելի երկար մարտկոցի կյանք և նվազագույն սպասարկում և էժան սարքավորումների երկար փոխանցման հեռավորություն»:

Բոլոր հասանելի կապի տեխնոլոգիաներից HONEYCOMB-ն ամենամեծ աճը կտեսնի առաջիկա տարիներին, ըստ ABI-ի: 5G ցանցերի շուրջ աղմուկը և 5G ենթակառուցվածքը հյուրընկալելու պայքարը ստիպել է օպերատորներին բռնել լուսային սյունը և լցնել փոքր բջիջները քաղաքային միջավայրերում: ԱՄՆ-ում Լաս Վեգասը և Սակրամենտոն AT&T և Verizon օպերատորների միջոցով տեղադրում են LTE և 5G, ինչպես նաև քաղաքի խելացի սենսորներ փողոցային լույսերի վրա: Հոնկոնգը հենց նոր ներկայացրել է 400 5G-ով աշխատող լամպի սյուներ տեղադրելու ծրագիրը՝ որպես խելացի քաղաքների նախաձեռնության մաս:

Սարքավորումների ամուր ինտեգրում

Nielsen-ն ավելացրել է. «Nordic-ն առաջարկում է բազմաֆունկցիոնալ կարճ և երկարաժամկետ արտադրանքներ՝ իր nRF52840 SoC-ով, որն ապահովում է ցածր էներգիայի Bluetooth, Bluetooth Mesh և Zigbee, ինչպես նաև Thread և սեփական 2.4 ԳՀց համակարգեր: Nordic's Honeycomb-ի վրա հիմնված nRF9160 SiP-ն առաջարկում է ինչպես LTE-M, այնպես էլ NB-iot աջակցություն: Երկու տեխնոլոգիաների համադրությունը բերում է արդյունավետության և ծախսերի առավելություններ»։

Հաճախականության տարանջատումը թույլ է տալիս այս համակարգերին գոյակցել, ընդ որում առաջինն աշխատում է առանց թույլտվության 2.4 ԳՀց տիրույթում, իսկ երկրորդը աշխատում է ցանկացած վայրում, որտեղ գտնվում է LTE-ը: Ցածր և բարձր հաճախականություններում փոխզիջում է տեղի ունենում ավելի լայն տարածքի ծածկույթի և ավելի մեծ հաղորդման հզորության միջև: Բայց լուսավորության հարթակներում կարճ հեռահարության անլար տեխնոլոգիան սովորաբար օգտագործվում է սենսորների փոխկապակցման համար, եզրային հաշվողական հզորությունը՝ դիտարկման և վերլուծության համար, իսկ մեղրախորիսխ iot-ը՝ տվյալների ամպ ուղարկելու համար, ինչպես նաև սենսորային հսկողություն՝ սպասարկման ավելի բարձր մակարդակների համար:

Առայժմ փոքր և մեծ հեռահարության զույգ ռադիոկայաններն ավելացվել են առանձին, այլ ոչ թե միևնույն սիլիկոնային չիպի մեջ: Որոշ դեպքերում բաղադրիչներն առանձնացված են, քանի որ լուսավորիչի, սենսորի և ռադիոյի խափանումները բոլորը տարբեր են: Այնուամենայնիվ, երկակի ռադիոների ինտեգրումը մեկ համակարգում կհանգեցնի տեխնոլոգիաների ավելի սերտ ինտեգրմանը և ձեռքբերման ավելի ցածր ծախսերին, որոնք խելացի քաղաքների հիմնական նկատառումներն են:

Nordic-ը կարծում է, որ շուկան շարժվում է այդ ուղղությամբ: Ընկերությունը ինտեգրել է կարճ հեռահարության անլար և բջիջ IoT կապի տեխնոլոգիաները ծրագրավորողների մակարդակով սարքաշարի և ծրագրային ապահովման մեջ, որպեսզի լուծումների արտադրողները կարողանան միաժամանակ գործարկել զույգը թեստային հավելվածներում: Nordic's board DK-ը nRF9160 SiP-ի համար նախատեսված էր ծրագրավորողների համար, որպեսզի «աշխատեն իրենց Honeycomb iot հավելվածները»: Nordic Thingy:91-ը նկարագրվել է որպես «լրիվ վաճառվող դարպաս», որը կարող է օգտագործվել որպես նախատիպային հարթակ կամ հայեցակարգի ապացույց վաղ արտադրանքի դիզայնի համար:

Երկուսն էլ ունեն բազմաֆունկցիոնալ մեղրախորիսխ nRF9160 SiP և բազմարմատային կարճ հեռահարության nRF52840 SoC: Ներկառուցված համակարգերը, որոնք համատեղում են IoT առևտրային տեղակայման երկու տեխնոլոգիաները, առևտրայնացումից ընդամենը «ամիսներ» են հեռու, ըստ Nordic-ի:

Nordic Nielsen-ն ասել է. «Քաղաքի լուսավորության խելացի հարթակը ստեղծվել է կապի այս բոլոր տեխնոլոգիաները. Շուկան շատ պարզ է, թե ինչպես կարելի է դրանք համատեղել, մենք լուծումներ ենք տրամադրել արտադրողների զարգացման խորհրդի համար, որպեսզի փորձարկենք, թե ինչպես են նրանք աշխատում միասին: Դրանք համատեղվում են բիզնես լուծումների մեջ, հրամայական է, ընդամենը ժամանակի հարցում»։