Samtengdar snjallborgir færa fallega drauma. Í slíkum borgum fléttar stafræn tækni saman margvísleg einstök samfélagsleg hlutverk til að bæta rekstrarhagkvæmni og greind. Áætlað er að árið 2050 muni 70% íbúa heimsins búa í snjallborgum, þar sem lífið verður heilbrigt, hamingjusamt og öruggt. Mikilvægast er að þær lofa grænni byggð, síðasta trompið sem mannkynið getur gegn eyðileggingu jarðarinnar.
En snjallborgir eru erfið vinna. Ný tækni er dýr, sveitarfélög eru takmörkuð og stjórnmálin færast yfir í stuttar kosningar, sem gerir það erfitt að ná fram mjög rekstrar- og fjárhagslega skilvirkri miðstýrðri tækniútfærslulíkani sem er endurnýtt í þéttbýli um allan heim eða á landsvísu. Reyndar eru flestar af leiðandi snjallborgunum í fréttunum í raun bara safn af mismunandi tæknitilraunum og svæðisbundnum hliðarverkefnum, með litlu til að hlakka til að stækka.
Við skulum skoða ruslagáma og bílastæði, sem eru snjall með skynjurum og greiningum; Í þessu samhengi er erfitt að reikna út og staðla arðsemi fjárfestingar (ROI), sérstaklega þegar ríkisstofnanir eru svo sundurleitar (milli opinberra stofnana og einkarekinna þjónustu, sem og milli bæja, borga, svæða og landa). Skoðum eftirlit með loftgæðum; Hvernig er auðvelt að reikna út áhrif hreins lofts á heilbrigðisþjónustu í borg? Rökrétt séð eru snjallborgir erfiðar í framkvæmd, en einnig erfitt að afneita þeim.
Það er þó ljósglæta í þokunni sem stafar af stafrænum breytingum. Götulýsing í öllum sveitarfélögum veitir borgum vettvang til að eignast snjalla virkni og sameina margvísleg forrit í fyrsta skipti. Skoðið hin ýmsu snjalla götulýsingarverkefni sem eru í gangi í San Diego í Bandaríkjunum og Kaupmannahöfn í Danmörku, og þeim fjölgar sífellt. Þessi verkefni sameina skynjara og mátbúnaðareiningar sem eru festar við ljósastaura til að gera kleift að stjórna lýsingunni sjálfri með fjarstýringu og keyra aðra virkni, svo sem umferðarteljara, loftgæðamæla og jafnvel byssuskynjara.
Frá því að ljósastaurar voru á hátindi sínum hafa borgir byrjað að fjalla um „lífvænleika“ borgarinnar á götunni, þar á meðal umferðarflæði og samgöngur, hávaða og loftmengun og ný viðskiptatækifæri. Jafnvel bílastæðaskynjarar, sem hefðbundið eru grafnir á bílastæðum, er hægt að tengja ódýrt og skilvirkt við lýsingarmannvirki. Hægt er að tengja heilar borgir skyndilega saman í netkerfi og fínstilla þær án þess að grafa upp götur eða leigja rými eða leysa abstrakt tölvuvandamál um heilbrigðara líf og öruggari götur.
Þetta virkar vegna þess að snjallar lýsingarlausnir eru að mestu leyti ekki upphaflega reiknaðar með sparnaði af snjöllum lausnum. Þess í stað er hagkvæmni stafrænnar byltingar í þéttbýli tilviljunarkennd afleiðing af samtímis þróun lýsingar.
Orkusparnaðurinn sem fylgir því að skipta út glóperum fyrir LED-ljós með stöðugum ljósum, ásamt auðfáanlegum aflgjöfum og víðtækum lýsingarinnviðum, gerir snjallborgir mögulegar.
Hraði umbreytingar á LED-ljósum er þegar óbreyttur og snjalllýsing er í mikilli sókn. Um 90% af 363 milljónum götuljósa í heiminum verða lýst upp með LED-ljósum árið 2027, samkvæmt Northeast Group, sem sérhæfir sig í greiningu á snjöllum innviðum. Þriðjungur þeirra mun einnig keyra snjallforrit, þróun sem hófst fyrir nokkrum árum. Þangað til veruleg fjármögnun og teikningar verða gefnar út hentar götulýsing best sem netkerfisinnviðir fyrir ýmsa stafræna tækni í stórum snjallborgum.
Sparaðu kostnað við LED
Samkvæmt þumalputtareglum sem framleiðendur lýsingar og skynjara hafa lagt til getur snjalllýsing dregið úr stjórnunar- og viðhaldskostnaði vegna innviða um 50 til 70 prósent. En megnið af þessum sparnaði (um 50 prósent, nóg til að skipta máli) gæti einfaldlega verið náð með því að skipta yfir í orkusparandi LED perur. Afgangurinn af sparnaðinum kemur frá því að tengja og stjórna ljóskerum og miðla snjöllum upplýsingum um hvernig þau virka yfir lýsingarkerfið.
Miðlægar leiðréttingar og athuganir einar og sér geta dregið verulega úr viðhaldskostnaði. Margar leiðir eru til og þær bæta hver aðra upp: áætlanagerð, árstíðabundin stjórnun og tímastilling; bilanagreining og minni mæting viðhaldsbíla. Áhrifin aukast með stærð lýsingarkerfisins og renna aftur til upphaflegrar arðsemi fjárfestingar. Markaðurinn segir að þessi aðferð geti borgað sig upp á um fimm árum og hafi möguleika á að borga sig upp á skemmri tíma með því að fella inn „mýkri“ snjallborgarhugtök, svo sem þau sem innihalda bílastæðaskynjara, umferðarmæla, loftgæðaeftirlit og byssuskynjara.
Markaðsgreinandinn Guidehouse Insights fylgist með meira en 200 borgum til að meta hraða breytinganna; Það segir að fjórðungur borga sé að innleiða snjalllýsingarkerfi. Sala á snjallkerfum er að aukast. ABI Research reiknar út að tekjur á heimsvísu muni tífaldast í 1,7 milljarða Bandaríkjadala fyrir árið 2026. „Ljósaaugnablik“ jarðar er svona; Götulýsingarinnviðir, sem eru nátengdar athöfnum manna, eru leiðin fram á við sem vettvangur fyrir snjallborgir í víðara samhengi. Strax árið 2022 verða meira en tveir þriðju hlutar nýrra götulýsingaruppsetninga tengdir miðlægum stjórnunarvettvangi til að samþætta gögn frá mörgum skynjurum fyrir snjallborgir, sagði ABI.
Adarsh Krishnan, aðalgreinandi hjá ABI Research, sagði: „Það eru mörg fleiri viðskiptatækifæri fyrir framleiðendur snjallborga sem nýta sér innviði ljósastaura í þéttbýli með því að koma á þráðlausri tengingu, umhverfisskynjurum og jafnvel snjallmyndavélum. Áskorunin er að finna raunhæfar viðskiptamódel sem hvetja samfélagið til að koma á fót fjölskynjaralausnum í stórum stíl á hagkvæman hátt.“
Spurningin snýst ekki lengur um hvort tengjast eigi, heldur hvernig og hversu mikið á að tengjast í fyrsta lagi. Eins og Krishnan bendir á snýst þetta að hluta til um viðskiptamódel, en peningar eru þegar farnir að streyma inn í snjallborgir í gegnum samvinnufélaga í veitum (PPP), þar sem einkafyrirtæki taka á sig fjárhagslega áhættu í skiptum fyrir velgengni í áhættufjárfestingum. Áskriftartengdir „sem þjónustusamningar“ dreifa fjárfestingu yfir endurgreiðslutímabil, sem einnig ýtti undir virkni.
Aftur á móti eru götuljós í Evrópu tengd hefðbundnum hunangsseimakerfi (venjulega 2G upp í LTE (4G)) sem og nýja HONEYCOMB Iot staðalbúnaðinum, LTE-M. Sérhannað ultra-narrowband (UNB) tækni er einnig að koma til sögunnar, ásamt Zigbee, litlum útfærslu af Low-Power Bluetooth, og IEEE 802.15.4 afleiðum.
Bluetooth-tæknibandalagið (SIG) leggur sérstaka áherslu á snjallborgir. Samtökin spá því að sendingar af orkusparandi Bluetooth-tækjum í snjallborgum muni fimmfaldast á næstu fimm árum, upp í 230 milljónir á ári. Mest af þessu tengist rakningu eigna á almannafæri, svo sem flugvöllum, leikvöngum, sjúkrahúsum, verslunarmiðstöðvum og söfnum. Hins vegar er orkusparandi Bluetooth einnig ætlað fyrir utanhúss net. „Eignastjórnunarlausnin bætir nýtingu auðlinda snjallborga og hjálpar til við að draga úr rekstrarkostnaði þéttbýlis,“ sagði Bluetooth-tæknibandalagið.
Samsetning þessara tveggja aðferða er betri!
Hver tækni hefur þó sínar deilur, en sumar þeirra hafa verið leystar í umræðum. Til dæmis leggur UNB til strangari takmarkanir á farmnotkun og afhendingartíma, og útilokar samhliða stuðning við mörg skynjaraforrit eða forrit eins og myndavélar sem krefjast þess. Skammdræg tækni er ódýrari og veitir meiri afköst til að þróa lýsingarstillingar sem vettvang. Mikilvægt er að þær geta einnig gegnt varahlutverki ef WAN merkið rofnar og veitt tæknimönnum leið til að lesa skynjara beint til kembiforritunar og greiningar. Til dæmis virkar Bluetooth með litlum orkunotkun með nánast öllum snjallsímum á markaðnum.
Þó að þéttara net geti aukið traustleika þess, verður arkitektúr þess flóknari og setur meiri orkuþörf á samtengda punkt-til-punkts skynjara. Sendidrægi er einnig vandasamt; Þekjan með Zigbee og Low-Power Bluetooth er aðeins nokkur hundruð metrar í mesta lagi. Þó að fjölbreytt úrval af skammdrægum tækni sé samkeppnishæf og henti vel fyrir skynjara sem tengjast netkerfum og nágrannalöndum, þá eru þetta lokuð net sem krefjast að lokum notkunar gátta til að senda merki aftur í skýið.
Venjulega er bætt við hunangslykiltengingu í lokin. Þróunin hjá framleiðendum snjalllýsingar er að nota hunangslykiltengingu frá punkti til skýs til að veita 5 til 15 km fjarlægð fyrir gáttir eða skynjara. Beehive-tækni býður upp á mikið sendingarsvið og einfaldleika; hún býður einnig upp á tilbúið net og hærra öryggisstig, samkvæmt Hive-samfélaginu.
Neill Young, yfirmaður deildar Internet of Things hjá GSMA, iðnaðarsamtökum sem standa fyrir farsímafyrirtækjum, sagði: „Aðgerðir fyrirtækja ... hafa alla þjónustu á öllu svæðinu og þurfa því enga viðbótarinnviði til að tengja borgarljós og skynjara. Í leyfisbundnu litrófi er hunangsseimakerfi öruggt og áreiðanlegt, sem þýðir að rekstraraðilinn hefur bestu aðstæður, getur stutt við fjölda þarfa, mun lengri rafhlöðuendingu og lágmarks viðhald og langa sendingarfjarlægð með ódýrum búnaði.“
Af öllum þeim tengitækni sem í boði er mun HONEYCOMB vaxa mest á næstu árum, samkvæmt ABI. Umræðan um 5G net og baráttan um að hýsa 5G innviði hefur hvatt rekstraraðila til að grípa ljósastaura og fylla litlar hunangslíkar einingar í þéttbýli. Í Bandaríkjunum eru Las Vegas og Sacramento að innleiða LTE og 5G, sem og snjallborgarskynjara, á götuljós í gegnum fjarskiptafyrirtækin AT&T og Verizon. Hong Kong hefur nýlega kynnt áætlun um að setja upp 400 5G-virka ljósastaura sem hluta af snjallborgarverkefni sínu.
Náið samþætting vélbúnaðar
Nielsen bætti við: „Nordic býður upp á fjölhæfar vörur fyrir skammdrægar og langdrægar sendingar, þar sem nRF52840 SoC styður lágorku Bluetooth, Bluetooth Mesh og Zigbee, sem og Thread og sérhönnuð 2,4 GHz kerfi. NRF9160 SiP frá Nordic, sem byggir á Honeycomb, býður upp á bæði LTE-M og NB-iot stuðning. Samsetning þessara tveggja tækni býður upp á afköst og kostnaðarhagkvæmni.“
Tíðniaðskilnaður gerir þessum kerfum kleift að starfa samhliða, þar sem hið fyrra keyrir á leyfislausa 2,4 GHz bandinu og hið síðara keyrir hvar sem LTE er staðsett. Við lægri og hærri tíðni er málamiðlun á milli breiðara svæðisþekju og meiri flutningsgetu. En í lýsingarpöllum er skammdræg þráðlaus tækni venjulega notuð til að tengja saman skynjara, brúnarreikniafl er notað til athugunar og greiningar og hunangsseima-IoT er notað til að senda gögn aftur í skýið, sem og skynjarastýringu fyrir meira viðhaldsþrep.
Hingað til hafa bæði skammdrægar og langdrægar útvarpsstöðvar verið settar saman sérstaklega, ekki innbyggðar í sama kísilflöguna. Í sumum tilfellum eru íhlutirnir aðskildir vegna þess að bilanir í lýsingarbúnaði, skynjara og útvarpi eru allir ólíkir. Hins vegar mun samþætting tveggja útvarpsstöðva í eitt kerfi leiða til nánari samþættingar tækni og lægri kostnaðar við kaup, sem eru lykilatriði fyrir snjallborgir.
Nordic telur að markaðurinn sé að færast í þá átt. Fyrirtækið hefur samþætt skammdræga þráðlausa og hunangsseima-IoT tengingartækni í vélbúnað og hugbúnað á þróunarstigi svo að lausnaframleiðendur geti keyrt parið samtímis í prófunarforritum. Borðið DK frá Nordic fyrir nRF9160 SiP var hannað fyrir forritara til að „láta Honeycomb IoT forritin sín virka“; Nordic Thingy:91 hefur verið lýst sem „fullkomnu tilbúnu gátt“ sem hægt er að nota sem tilbúna frumgerðarsmíði eða sönnun á hugmynd fyrir snemmbúna vöruhönnun.
Báðir eru með fjölhæfa hunangsseima nRF9160 SiP og fjölhæfa skammdræga nRF52840 SoC. Innbyggð kerfi sem sameina þessar tvær tækni fyrir viðskiptalega IoT innleiðingu eru aðeins „mánuðir“ frá markaðssetningu, samkvæmt Nordic.
Nordic Nielsen sagði: „Snjallborgarlýsingarpallur hefur sett upp allar þessar tengingartækni; markaðurinn er mjög skýr um hvernig á að sameina þær saman, við höfum veitt lausnir fyrir þróunarborð framleiðenda til að prófa hvernig þær virka saman. Það er nauðsynlegt að sameina þær í viðskiptalausnir, á aðeins tímaspursmáli.“
Birtingartími: 29. mars 2022