E cità intelligenti interconnesse portanu belli sogni. In tali cità, e tecnulugie digitale intreccianu parechje funzioni civiche uniche per migliurà l'efficienza operativa è l'intelligenza. Si stima chì da u 2050, u 70% di a pupulazione mundiale camperà in cità intelligenti, induve a vita serà sana, felice è sicura. Crucialmente, prumesse d'esse verde, l'ultima carta vincente di l'umanità contr'à a distruzzione di u pianeta.
Ma e cità intelligenti sò un travagliu duru. E nuove tecnulugie sò care, i guverni lucali sò limitati, è a pulitica si sposta versu cicli eletturali brevi, ciò chì rende difficiule di ottene un mudellu di implementazione tecnologica centralizzata altamente operativa è finanziariamente efficiente chì hè riutilizatu in e zone urbane à livellu mundiale o naziunale. In fatti, a maiò parte di e principali cità intelligenti in i tituli sò in realtà solu una cullezzione di diversi esperimenti tecnologichi è prughjetti secundari regiunali, cù pocu da aspittà per espansione.
Fighjemu i cassonetti è i parcheggi, chì sò intelligenti cù sensori è analisi; In questu cuntestu, u ritornu d'investimentu (ROI) hè difficiule da calculà è standardizà, soprattuttu quandu l'agenzie guvernamentali sò cusì frammentate (trà agenzie publiche è servizii privati, è ancu trà paesi, cità, regioni è paesi). Fighjemu u monitoraghju di a qualità di l'aria; Cumu hè faciule calculà l'impattu di l'aria pulita nantu à i servizii sanitarii in una cità? Logicamente, e cità intelligenti sò difficiuli da implementà, ma ancu difficiuli da nigà.
Ci hè, però, un barlume di luce in a nebbia di u cambiamentu digitale. L'illuminazione stradale in tutti i servizii municipali furnisce una piattaforma per e cità per acquistà funzioni intelligenti è cumminà parechje applicazioni per a prima volta. Fighjate i vari prughjetti di illuminazione stradale intelligente chì sò implementati in San Diego in i Stati Uniti è Copenhagen in Danimarca, è sò in crescita di numeru. Quessi prughjetti combinanu inseme di sensori cù unità hardware modulari fissate à i pali di luce per permette u cuntrollu remotu di l'illuminazione stessa è per eseguisce altre funzioni, cum'è i contatori di trafficu, i monitor di a qualità di l'aria è ancu i rilevatori di armi da focu.
Da l'altezza di u palu di a luce, e cità anu cuminciatu à affruntà a "vivibilità" di a cità in strada, cumprese u flussu di trafficu è a mobilità, l'inquinamentu acusticu è atmosfericu, è l'emergenti opportunità cummerciale. Ancu i sensori di parcheghju, tradiziunalmente intarrati in i parcheghji, ponu esse cunnessi à l'infrastruttura di illuminazione in modu economicu è efficiente. E cità intere ponu esse improvvisamente messe in rete è ottimizzate senza scavà strade o affittà spaziu o risolve prublemi di calculu astratti nantu à una vita più sana è strade più sicure.
Questu funziona perchè, per a maiò parte, e soluzioni d'illuminazione intelligente ùn sò micca inizialmente calculate cù una scumessa nantu à u risparmiu da e soluzioni intelligenti. Invece, a fattibilità di a rivoluzione digitale urbana hè una cunsequenza accidentale di u sviluppu simultaneu di l'illuminazione.
U risparmiu energeticu ottenutu cù a sustituzione di e lampadine incandescenti cù l'illuminazione LED à statu solidu, accumpagnatu da alimentatori facilmente dispunibili è una vasta infrastruttura di illuminazione, rende e cità intelligenti fattibili.
U ritmu di cunversione LED hè digià stabile, è l'illuminazione intelligente hè in piena espansione. Circa u 90% di i 363 milioni di lampioni stradali di u mondu saranu illuminati da LED da u 2027, secondu Northeast Group, un analista di infrastrutture intelligenti. Un terzu di elli eseguirà ancu applicazioni intelligenti, una tendenza chì hà iniziatu uni pochi d'anni fà. Finu à chì ùn sianu publicati finanziamenti è piani sustanziali, l'illuminazione stradale hè più adatta cum'è infrastruttura di rete per diverse tecnulugie digitali in e cità intelligenti à grande scala.
Risparmiate u costu di i LED
Sicondu e regule generali pruposte da i pruduttori di illuminazione è sensori, l'illuminazione intelligente pò riduce i costi amministrativi è di manutenzione ligati à l'infrastruttura da u 50 à u 70 per centu. Ma a maiò parte di sti risparmi (circa u 50 per centu, abbastanza per fà a differenza) puderanu esse realizati semplicemente passendu à lampadine LED à risparmiu energeticu. U restu di i risparmi vene da a cunnessione è u cuntrollu di l'illuminatori è da a trasmissione di informazioni intelligenti nantu à cumu funzionanu in tutta a rete di illuminazione.
L'aghjustamenti è l'osservazioni centralizate ponu solu riduce significativamente i costi di manutenzione. Ci sò parechji modi, è si cumplementanu: pianificazione, cuntrollu stagionale è aghjustamentu di i tempi; Diagnosi di i guasti è riduzione di a presenza di i camion di manutenzione. L'impattu aumenta cù a dimensione di a rete di illuminazione è torna in u casu iniziale di ROI. U mercatu dice chì questu approcciu pò esse rimbursatu in circa cinque anni, è hà u putenziale di rimbursà si in menu tempu incorporendu cuncetti di cità intelligente "più morbidi", cum'è quelli cù sensori di parcheghju, monitori di trafficu, cuntrollu di a qualità di l'aria è rilevatori di pistole.
Guidehouse Insights, un analista di mercatu, seguita più di 200 cità per valutà u ritmu di u cambiamentu; Dice chì un quartu di e cità stanu implementendu schemi di illuminazione intelligente. E vendite di sistemi intelligenti sò in crescita. ABI Research calcula chì i ricavi mundiali aumenteranu di dece volte à 1,7 miliardi di dollari entro u 2026. U "momentu di lampadina" di a Terra hè cusì; L'infrastruttura di illuminazione stradale, chì hè strettamente ligata à l'attività umane, hè a strada da seguità cum'è piattaforma per e cità intelligenti in un cuntestu più largu. Digià da u 2022, più di dui terzi di e nuove installazioni di illuminazione stradale saranu legate à una piattaforma di gestione centrale per integrà dati da parechji sensori di cità intelligenti, hà dettu ABI.
Adarsh Krishnan, analista principale di ABI Research, hà dettu: "Ci sò assai più opportunità cummerciale per i venditori di cità intelligenti chì sfruttanu l'infrastruttura urbana di i pali di luce implementendu a connettività wireless, sensori ambientali è ancu camere intelligenti. A sfida hè di truvà mudelli cummerciale viabili chì incuraghjenu a sucietà à implementà suluzioni multi-sensore à scala in modu efficace in termini di costi".
A quistione ùn hè più s'ellu ci vole à cunnette si, ma cumu, è quantu ci vole à cunnette si in primu locu. Cum'è osserva Krishnan, una parte di questu riguarda i mudelli cummerciali, ma i soldi stanu digià scorrendu in e cità intelligenti per via di a privatizazione cooperativa di i servizii publichi (PPP), induve e cumpagnie private assumenu rischi finanziarii in cambiu di successu in u capitale di risicu. I cuntratti "cum'è serviziu" basati nantu à l'abbunamentu sparghjenu l'investimenti annantu à i periodi di rimborsu, ciò chì hà ancu stimulatu l'attività.
In cuntrastu, i lampioni in Europa sò cunnessi à e rete tradiziunali à favu d'ape (tipicamente 2G finu à LTE (4G)) è ancu à u novu dispositivu standard HONEYCOMB IoT, LTE-M. A tecnulugia pruprietaria à banda ultra stretta (UNB) entra ancu in ghjocu, inseme cù Zigbee, una piccula diffusione di Bluetooth à bassa putenza, è derivati IEEE 802.15.4.
A Bluetooth Technology Alliance (SIG) mette una enfasi particulare nantu à e cità intelligenti. U gruppu prevede chì e spedizioni di Bluetooth à bassa putenza in e cità intelligenti cresceranu quintuplicate in i prossimi cinque anni, finu à 230 milioni à l'annu. A maiò parte sò ligati à u seguimentu di l'attività in i lochi publichi, cum'è aeroporti, stadii, ospedali, centri commerciali è musei. Tuttavia, u Bluetooth à bassa putenza hè ancu destinatu à e rete esterne. "A suluzione di gestione di l'attività migliora l'utilizazione di e risorse di e cità intelligenti è aiuta à riduce i costi operativi urbani", hà dettu a Bluetooth Technology Alliance.
Una cumbinazione di e duie tecniche hè megliu!
Ogni tecnulugia hà e so cuntruversie, però, alcune di e quali sò state risolte in dibattitu. Per esempiu, UNB propone limiti più stretti nantu à u payload è i calendari di consegna, escludendu u supportu parallelu per applicazioni di sensori multipli o per applicazioni cum'è e camere chì u richiedenu. A tecnulugia à corta distanza hè più economica è furnisce un rendimentu più grande per u sviluppu di impostazioni di illuminazione cum'è piattaforma. Impurtantemente, ponu ancu ghjucà un rolu di salvezza in casu di disconnessione di u signale WAN, è furnisce un mezzu per i tecnichi di leghje i sensori direttamente per u debugging è a diagnostica. Bluetooth à bassa putenza, per esempiu, funziona cù quasi tutti i smartphone in u mercatu.
Ancu s'è una rete più densa pò migliurà a robustezza, a so architettura diventa cumplessa è impone richieste energetiche più elevate à i sensori puntu à puntu interconnessi. A portata di trasmissione hè ancu problematica; A copertura cù Zigbee è Bluetooth à bassa putenza hè solu di uni pochi di centinaie di metri à u massimu. Ancu s'è una varietà di tecnulugie à corta portata sò cumpetitive è adatte per i sensori basati nantu à a rete, à livellu di vicinu, sò rete chjuse chì richiedenu in fine l'usu di gateway per trasmette segnali à u cloud.
Una cunnessione à nidu d'ape hè generalmente aghjunta à a fine. A tendenza per i venditori di illuminazione intelligente hè di utilizà a cunnessione à nidu d'ape puntu-nuvola per furnisce una copertura di gateway o di dispositivi sensori di distanza da 5 à 15 km. A tecnulugia Beehive porta una larga gamma di trasmissione è simplicità; Fornisce ancu una rete pronta à l'usu è un livellu di sicurezza più altu, secondu a cumunità Hive.
Neill Young, capu di l'Internet of Things Vertical à a GSMA, un urganisimu industriale chì rapprisenta l'operatori di rete mobile, hà dettu: "L'operatori d'azione... anu tutta a cupertura di tutta a zona, dunque ùn richiedenu micca infrastrutture supplementari per cunnette i dispositivi di illuminazione urbana è i sensori. In u spettru licenziatu, a rete à favu d'ape hà sicurezza è affidabilità, significa chì l'operatore hà e migliori cundizioni, pò sustene un gran numeru di bisogni, una durata di batteria assai più longa è una manutenzione minima è una longa distanza di trasmissione di apparecchiature à bassu costu".
Di tutte e tecnulugie di cunnessione dispunibili, HONEYCOMB viderà a più grande crescita in l'anni à vene, secondu ABI. L'entusiasmu intornu à e rete 5G è a corsa per accoglie l'infrastruttura 5G hà incitatu l'operatori à piglià u palu di a luce è à riempie piccule unità à favu d'ape in ambienti urbani. In i Stati Uniti, Las Vegas è Sacramento stanu implementendu LTE è 5G, è ancu sensori di cità intelligenti, nantu à i lampioni stradali attraversu l'operatori AT&T è Verizon. Hong Kong hà appena presentatu un pianu per installà 400 lampioni abilitati per u 5G cum'è parte di a so iniziativa di cità intelligenti.
Integrazione stretta di l'hardware
Nielsen hà aghjustatu: "Nordic offre prudutti multimodali à corta è longa distanza, cù u so SoC nRF52840 chì supporta Bluetooth à bassa putenza, Bluetooth Mesh è Zigbee, è ancu Thread è sistemi proprietari 2.4ghz. U SiP nRF9160 basatu annantu à Honeycomb di Nordic offre supportu sia LTE-M sia NB-iot. A cumbinazione di e duie tecnulugie porta vantaghji in termini di prestazioni è costi."
A separazione di frequenza permette à sti sistemi di coesiste, cù u primu chì funziona in a banda 2,4 GHz senza permessu è u secondu chì funziona in ogni locu induve si trova LTE. À frequenze più basse è più alte, ci hè un compromessu trà una copertura di zona più larga è una maggiore capacità di trasmissione. Ma in e piattaforme di illuminazione, a tecnulugia wireless à corta distanza hè tipicamente aduprata per interconnette i sensori, a putenza di calculu di punta hè aduprata per l'osservazione è l'analisi, è l'IoT à nido d'ape hè adupratu per mandà dati torna à u cloud, è ancu per u cuntrollu di i sensori per livelli di manutenzione più alti.
Finu à avà, a coppia di radio à corta è longa portata hè stata aghjunta separatamente, micca integrata in u listessu chip di siliciu. In certi casi, i cumpunenti sò separati perchè i fallimenti di l'illuminatore, di u sensore è di a radio sò tutti diversi. Tuttavia, l'integrazione di radio doppie in un unicu sistema darà una integrazione tecnologica più stretta è costi d'acquisizione più bassi, chì sò cunsiderazioni chjave per e cità intelligenti.
Nordic pensa chì u mercatu si move in quella direzzione. L'impresa hà integratu tecnulugie di cunnessione IoT wireless è à nido d'ape à corta distanza in hardware è software à u livellu di sviluppatore in modu chì i pruduttori di suluzioni possinu eseguisce a coppia simultaneamente in applicazioni di prova. A scheda DK di Nordic per nRF9160 SiP hè stata cuncipita per i sviluppatori per "fà funzionà e so applicazioni IoT à nido d'ape"; Nordic Thingy:91 hè statu descrittu cum'è un "gateway cumpletu è predefinitu" chì pò esse adupratu cum'è una piattaforma di prototipazione predefinita o una prova di cuncettu per i primi disinni di prudutti.
Tramindui presentanu un SiP nRF9160 à nido d'ape multimodale è un SoC nRF52840 à corta portata multiprotocolu. I sistemi integrati chì combinanu e duie tecnulugie per implementazioni IoT cummerciali sò solu à "mesi" da a cummercializazione, secondu Nordic.
Nordic Nielsen hà dettu: "A piattaforma di illuminazione di e cità intelligenti hè stata creata per tutte queste tecnulugie di cunnessione; u mercatu hè assai chjaru cumu cumminà li inseme, avemu furnitu suluzioni per i pruduttori di pannelli di sviluppu, per pruvà cumu funzionanu inseme. Sò cumminati in suluzioni cummerciale, in una questione di tempu".
Data di publicazione: 29 di marzu di u 2022