Birbirine bağlı akıllı şehirler güzel hayaller getiriyor. Bu tür şehirlerde dijital teknolojiler, operasyonel verimliliği ve zekayı artırmak için birçok benzersiz kentsel işlevi bir araya getiriyor. 2050 yılına kadar dünya nüfusunun %70'inin sağlıklı, mutlu ve güvenli bir yaşamın olduğu akıllı şehirlerde yaşayacağı tahmin ediliyor. En önemlisi de, gezegenin yıkımına karşı insanlığın son kozunu oluşturan yeşil olma vaadinde bulunuyor.
Ancak akıllı şehirler zorlu bir iştir. Yeni teknolojiler pahalıdır, yerel yönetimler kısıtlıdır ve siyaset kısa seçim dönemlerine kaymaktadır; bu da küresel veya ulusal düzeyde kentsel alanlarda tekrar tekrar kullanılan, operasyonel ve finansal açıdan verimli, merkezi bir teknoloji dağıtım modeline ulaşmayı zorlaştırmaktadır. Aslında, manşetlerdeki önde gelen akıllı şehirlerin çoğu, aslında farklı teknoloji deneyleri ve bölgesel yan projelerden oluşan bir koleksiyondur ve genişleme potansiyeli pek yoktur.
Sensörler ve analitiklerle donatılmış akıllı çöp konteynerlerine ve otoparklara bakalım; bu bağlamda, özellikle devlet kurumları (kamu kurumları ve özel hizmetler arasında ve ayrıca kasabalar, şehirler, bölgeler ve ülkeler arasında) bu kadar parçalı olduğunda, yatırım getirisini (YG) hesaplamak ve standartlaştırmak zordur. Hava kalitesi izleme sistemine bakalım; temiz havanın bir şehirdeki sağlık hizmetleri üzerindeki etkisini hesaplamak ne kadar kolaydır? Mantıksal olarak, akıllı şehirleri hayata geçirmek zordur, ancak inkar etmek de zordur.
Ancak dijital değişimin sisinde bir ışık parıltısı var. Tüm belediye hizmetlerindeki sokak aydınlatması, şehirlerin akıllı işlevler edinmesi ve birden fazla uygulamayı ilk kez birleştirmesi için bir platform sağlıyor. ABD'nin San Diego kentinde ve Danimarka'nın Kopenhag kentinde uygulanan çeşitli akıllı sokak aydınlatma projelerine bakın; sayıları giderek artıyor. Bu projeler, sensör dizilerini ışık direklerine sabitlenmiş modüler donanım birimleriyle birleştirerek aydınlatmanın uzaktan kontrol edilmesini ve trafik sayaçları, hava kalitesi izleme cihazları ve hatta silah dedektörleri gibi diğer işlevlerin çalıştırılmasını sağlıyor.
Şehirler, ışık direğinin tepesinden itibaren, trafik akışı ve hareketlilik, gürültü ve hava kirliliği ve ortaya çıkan iş fırsatları da dahil olmak üzere şehrin sokaklardaki "yaşanabilirliğini" ele almaya başladı. Geleneksel olarak otoparklara gömülen park sensörleri bile, aydınlatma altyapısına ucuz ve verimli bir şekilde bağlanabilir. Tüm şehirler, sokakları kazmadan, alan kiralamadan veya daha sağlıklı yaşam ve daha güvenli sokaklarla ilgili soyut hesaplama sorunlarını çözmeden aniden ağa bağlanabilir ve optimize edilebilir.
Bu, akıllı aydınlatma çözümlerinin çoğunlukla başlangıçta akıllı çözümlerden elde edilen tasarruflara dayanarak hesaplanmaması nedeniyle işe yarıyor. Aksine, kentsel dijital devrimin uygulanabilirliği, aydınlatmanın eş zamanlı gelişiminin tesadüfi bir sonucudur.
Akkor ampullerin katı hal LED aydınlatma ile değiştirilmesiyle sağlanan enerji tasarrufu, kolayca bulunabilen güç kaynakları ve kapsamlı aydınlatma altyapısı, akıllı şehirleri mümkün kılıyor.
LED dönüşümünün hızı zaten durgun ve akıllı aydınlatma hızla yaygınlaşıyor. Akıllı altyapı analisti Northeast Group'a göre, dünyadaki 363 milyon sokak lambasının yaklaşık %90'ı 2027 yılına kadar LED'lerle aydınlatılacak. Bunların üçte biri de birkaç yıl önce başlayan bir trend olan akıllı uygulamaları çalıştıracak. Önemli miktarda fon ve plan yayınlanana kadar, sokak aydınlatması büyük ölçekli akıllı şehirlerde çeşitli dijital teknolojiler için bir ağ altyapısı olarak en uygunudur.
LED maliyetinden tasarruf edin
Aydınlatma ve sensör üreticilerinin önerdiği pratik kurallara göre, akıllı aydınlatma altyapı ile ilgili idari ve bakım maliyetlerini %50 ila %70 oranında azaltabilir. Ancak bu tasarrufların çoğu (yaklaşık %50, fark yaratmaya yetecek kadar), enerji tasarruflu LED ampullere geçilerek elde edilebilir. Tasarrufun geri kalanı ise aydınlatıcıları bağlayıp kontrol etmekten ve aydınlatma ağı genelinde nasıl çalıştıklarına dair akıllı bilgiler iletmekten gelir.
Merkezi ayarlamalar ve gözlemler tek başına bakım maliyetlerini önemli ölçüde azaltabilir. Bunun birçok yolu vardır ve bunlar birbirini tamamlar: planlama, mevsimsel kontrol ve zamanlama ayarlaması; arıza teşhisi ve bakım kamyonu katılımının azaltılması. Etki, aydınlatma ağının büyüklüğüyle artar ve ilk yatırım getirisi durumuna yansır. Piyasa, bu yaklaşımın yaklaşık beş yıl içinde kendini amorti edebileceğini ve park sensörleri, trafik izleme sistemleri, hava kalitesi kontrolü ve silah dedektörleri gibi "daha yumuşak" akıllı şehir konseptlerini dahil ederek daha kısa sürede kendini amorti etme potansiyeline sahip olduğunu söylüyor.
Pazar analisti Guidehouse Insights, değişimin hızını ölçmek için 200'den fazla şehri takip ediyor; şehirlerin dörtte birinin akıllı aydınlatma sistemleri uygulamaya koyduğunu belirtiyor. Akıllı sistem satışları hızla artıyor. ABI Research, küresel gelirlerin 2026 yılına kadar on kat artarak 1,7 milyar dolara ulaşacağını hesaplıyor. Dünya'nın "aydınlanma anı" böyle bir şey; insan faaliyetleriyle yakından ilişkili olan sokak aydınlatma altyapısı, daha geniş bir bağlamda akıllı şehirler için bir platform olarak ileriye dönük bir yol. ABI, 2022 gibi erken bir tarihte, yeni sokak aydınlatma kurulumlarının üçte ikisinden fazlasının, birden fazla akıllı şehir sensöründen gelen verileri entegre etmek için merkezi bir yönetim platformuna bağlanacağını söyledi.
ABI Research Baş Analisti Adarsh Krishnan şunları söyledi: "Kablosuz bağlantı, çevresel sensörler ve hatta akıllı kameralar kullanarak kentsel aydınlatma direği altyapısını kullanan akıllı şehir tedarikçileri için çok daha fazla iş fırsatı mevcut. Asıl zorluk, toplumu çok sensörlü çözümleri uygun maliyetli bir şekilde ölçeklendirmeye teşvik eden uygulanabilir iş modelleri bulmak."
Artık soru, bağlanıp bağlanmamak değil, nasıl ve ne kadar bağlanılacağıdır. Krishnan'ın da belirttiği gibi, bunun bir kısmı iş modelleriyle ilgili, ancak özel şirketlerin girişim sermayesinde başarı karşılığında finansal risk üstlendiği kooperatif kamu hizmetleri özelleştirmesi (PPP) yoluyla akıllı şehirlere para akışı çoktan başladı. Abonelik bazlı "hizmet olarak" sözleşmeler, yatırımı geri ödeme dönemlerine yayarak faaliyetleri de teşvik etti.
Buna karşılık, Avrupa'daki sokak lambaları geleneksel petek ağlarına (genellikle 2G'den LTE'ye (4G)) ve yeni HONEYCOMB IoT standart cihazı LTE-M'ye bağlanıyor. Tescilli ultra dar bant (UNB) teknolojisi de, düşük güçlü Bluetooth'un küçük bir yayılımı olan Zigbee ve IEEE 802.15.4 türevleriyle birlikte devreye giriyor.
Bluetooth Teknoloji İttifakı (SIG), akıllı şehirlere özel bir önem veriyor. Grup, akıllı şehirlerdeki düşük güçlü Bluetooth sevkiyatlarının önümüzdeki beş yıl içinde beş kat artarak yılda 230 milyona ulaşacağını öngörüyor. Bunların çoğu, havaalanları, stadyumlar, hastaneler, alışveriş merkezleri ve müzeler gibi halka açık alanlardaki varlık takibiyle bağlantılı. Ancak düşük güçlü Bluetooth, dış mekan ağlarını da hedefliyor. Bluetooth Teknoloji İttifakı, "Varlık yönetimi çözümü, akıllı şehir kaynaklarının kullanımını iyileştiriyor ve kentsel işletme maliyetlerini düşürmeye yardımcı oluyor" dedi.
İki Tekniğin Birleşimi Daha İyidir!
Her teknolojinin kendine özgü tartışmaları vardır, ancak bunlardan bazıları tartışmalarla çözülmüştür. Örneğin, UNB, yük ve teslimat programları üzerinde daha katı sınırlamalar önererek, çoklu sensör uygulamaları veya kameralar gibi paralel desteği gerektiren uygulamalar için paralel desteği ortadan kaldırmaktadır. Kısa menzilli teknoloji daha ucuzdur ve aydınlatmayı platform olarak geliştirmek için daha yüksek verimlilik sağlar. Daha da önemlisi, WAN sinyalinin kesilmesi durumunda yedek bir rol oynayabilir ve teknisyenlere hata ayıklama ve teşhis için sensörleri doğrudan okuma olanağı sağlayabilir. Örneğin, düşük güçlü Bluetooth, piyasadaki hemen hemen her akıllı telefonla çalışır.
Daha yoğun bir şebeke sağlamlığı artırsa da, mimarisi karmaşıklaşır ve birbirine bağlı noktadan noktaya sensörler için daha yüksek enerji talepleri doğurur. İletim menzili de sorunludur; Zigbee ve düşük güçlü Bluetooth ile kapsama alanı en fazla birkaç yüz metredir. Çeşitli kısa menzilli teknolojiler rekabetçi ve şebeke tabanlı, komşu sensörler için oldukça uygun olsa da, bunlar nihayetinde sinyalleri buluta geri iletmek için ağ geçitlerinin kullanımını gerektiren kapalı ağlardır.
Petek bağlantısı genellikle en sona eklenir. Akıllı aydınlatma tedarikçileri için trend, 5 ila 15 km mesafede ağ geçidi veya sensör cihazı kapsama alanı sağlamak için noktadan buluta petek bağlantısı kullanmaktır. Beehive teknolojisi geniş iletim menzili ve basitlik sunar; ayrıca, Hive topluluğuna göre hazır ağ bağlantısı ve daha yüksek düzeyde güvenlik sağlar.
Mobil şebeke operatörlerini temsil eden bir sektör kuruluşu olan GSMA'nın Nesnelerin İnterneti Dikey Başkanı Neill Young şunları söyledi: "Action operatörleri... tüm alanı kapsama alanına sahip olduğundan, kentsel aydınlatma cihazlarını ve sensörleri bağlamak için ek bir altyapıya ihtiyaç duymaz. Lisanslı spektrumdaki petek ağı, güvenlik ve güvenilirlik sunar; bu da operatörün en iyi koşullara sahip olduğu, çok sayıda ihtiyacı karşılayabildiği, çok daha uzun pil ömrü, minimum bakım ve düşük maliyetli ekipmanların uzun iletim mesafesi anlamına gelir."
ABI'ye göre, mevcut tüm bağlantı teknolojileri arasında HONEYCOMB önümüzdeki yıllarda en büyük büyümeyi görecek. 5G ağları hakkındaki söylentiler ve 5G altyapısına ev sahipliği yapma telaşı, operatörleri şehir içi aydınlatma direklerini kapmaya ve küçük petek ünitelerini doldurmaya yöneltti. Amerika Birleşik Devletleri'nde Las Vegas ve Sacramento, AT&T ve Verizon operatörleri aracılığıyla sokak lambalarına LTE ve 5G'nin yanı sıra akıllı şehir sensörleri yerleştiriyor. Hong Kong, akıllı şehir girişimi kapsamında 400 adet 5G uyumlu sokak lambası yerleştirme planını açıkladı.
Donanımın Sıkı Entegrasyonu
Nielsen şunları ekledi: "Nordic, düşük güç tüketimli Bluetooth, Bluetooth Mesh ve Zigbee'nin yanı sıra Thread ve tescilli 2,4 GHz sistemlerini destekleyen nRF52840 SoC ile çok modlu kısa ve uzun menzilli ürünler sunuyor. Nordic'in Honeycomb tabanlı nRF9160 SiP'si hem LTE-M hem de NB-iot desteği sunuyor. Bu iki teknolojinin birleşimi performans ve maliyet avantajları sağlıyor."
Frekans ayrımı, bu sistemlerin bir arada var olmasını sağlar; ilki izinsiz 2,4 GHz bandında, ikincisi ise LTE'nin bulunduğu her yerde çalışır. Daha düşük ve daha yüksek frekanslarda, daha geniş kapsama alanı ve daha yüksek iletim kapasitesi arasında bir denge vardır. Ancak aydınlatma platformlarında, sensörleri birbirine bağlamak için genellikle kısa menzilli kablosuz teknoloji, gözlem ve analiz için uç bilgi işlem gücü ve buluta veri göndermek için petek IoT ve daha yüksek bakım seviyeleri için sensör kontrolü kullanılır.
Şimdiye kadar, kısa ve uzun menzilli radyo çiftleri ayrı ayrı eklenmiş, aynı silikon çipe entegre edilmemiştir. Bazı durumlarda, aydınlatıcı, sensör ve radyonun arızaları farklı olduğu için bileşenler ayrılmıştır. Ancak, çift radyonun tek bir sisteme entegre edilmesi, akıllı şehirler için önemli hususlar olan daha yakın teknoloji entegrasyonu ve daha düşük satın alma maliyetleriyle sonuçlanacaktır.
Nordic, pazarın bu yönde ilerlediğini düşünüyor. Şirket, kısa menzilli kablosuz ve petek IoT bağlantı teknolojilerini geliştirici düzeyinde donanım ve yazılıma entegre etti, böylece çözüm üreticileri test uygulamalarında bu teknolojileri aynı anda çalıştırabiliyor. Nordic'in nRF9160 SiP için geliştirdiği DK kartı, geliştiricilerin "Honeycomb IoT uygulamalarını çalıştırmaları" için tasarlandı; Nordic Thingy:91, erken ürün tasarımları için hazır prototipleme platformu veya konsept kanıtı olarak kullanılabilen "tam teşekküllü, kullanıma hazır bir ağ geçidi" olarak tanımlanıyor.
Her ikisinde de çok modlu petek nRF9160 SiP ve çok protokollü kısa menzilli nRF52840 SoC bulunuyor. Nordic'e göre, ticari IoT dağıtımları için bu iki teknolojiyi birleştiren gömülü sistemlerin ticarileştirilmesine yalnızca "aylar" kaldı.
Nordic Nielsen şunları söyledi: "Akıllı şehir aydınlatma platformu, tüm bu bağlantı teknolojilerini bir araya getirdi; pazar, bunların nasıl bir araya getirileceğini çok net bir şekilde gösteriyor. Üreticilerin geliştirme kurullarına, birlikte nasıl çalıştıklarını test etmeleri için çözümler sunduk. Bunların iş çözümlerine dönüştürülmesi, yalnızca zaman meselesi."
Gönderi zamanı: 29 Mart 2022