Kota pintar yang saling terhubung menghadirkan mimpi indah. Di kota-kota seperti itu, teknologi digital menyatukan berbagai fungsi sipil yang unik untuk meningkatkan efisiensi operasional dan kecerdasan. Diperkirakan pada tahun 2050, 70% populasi dunia akan tinggal di kota pintar, tempat kehidupan akan sehat, bahagia, dan aman. Yang terpenting, kota pintar menjanjikan akan menjadi ramah lingkungan, kartu truf terakhir umat manusia dalam melawan kehancuran planet ini.
Namun, kota pintar merupakan pekerjaan yang sulit. Teknologi baru mahal, pemerintah daerah dibatasi, dan politik bergeser ke siklus pemilihan yang pendek, sehingga sulit untuk mencapai model penerapan teknologi terpusat yang sangat efisien secara operasional dan finansial yang digunakan kembali di wilayah perkotaan secara global atau nasional. Faktanya, sebagian besar kota pintar terkemuka yang menjadi berita utama sebenarnya hanyalah kumpulan berbagai eksperimen teknologi dan proyek sampingan regional, dengan sedikit hal yang diharapkan untuk dikembangkan.
Mari kita lihat tempat pembuangan sampah dan tempat parkir, yang cerdas dengan sensor dan analitik; Dalam konteks ini, laba atas investasi (ROI) sulit dihitung dan distandarkan, terutama ketika lembaga pemerintah sangat terfragmentasi (antara lembaga publik dan layanan swasta, serta antara kota, wilayah, dan negara). Lihat pemantauan kualitas udara; Seberapa mudah menghitung dampak udara bersih terhadap layanan kesehatan di kota? Secara logika, kota pintar sulit diimplementasikan, tetapi juga sulit untuk ditolak.
Namun, ada secercah cahaya di tengah kabut perubahan digital. Penerangan jalan di semua layanan kota menyediakan platform bagi kota untuk memperoleh fungsi cerdas dan menggabungkan beberapa aplikasi untuk pertama kalinya. Lihatlah berbagai proyek penerangan jalan cerdas yang sedang dilaksanakan di San Diego di AS dan Kopenhagen di Denmark, dan jumlahnya terus bertambah. Proyek-proyek ini menggabungkan serangkaian sensor dengan unit perangkat keras modular yang dipasang pada tiang lampu untuk memungkinkan kendali jarak jauh atas penerangan itu sendiri dan untuk menjalankan fungsi-fungsi lain, seperti penghitung lalu lintas, monitor kualitas udara, dan bahkan detektor senjata.
Dari ketinggian tiang lampu, kota-kota mulai memperhatikan "kelayakan hidup" kota di jalan, termasuk arus lalu lintas dan mobilitas, polusi suara dan udara, serta peluang bisnis yang muncul. Bahkan sensor parkir, yang secara tradisional terkubur di tempat parkir, dapat dihubungkan dengan murah dan efisien ke infrastruktur penerangan. Seluruh kota tiba-tiba dapat terhubung dan dioptimalkan tanpa menggali jalan atau menyewa tempat atau memecahkan masalah komputasi abstrak tentang kehidupan yang lebih sehat dan jalan yang lebih aman.
Hal ini berhasil karena, sebagian besar, solusi pencahayaan cerdas pada awalnya tidak dihitung dengan harapan penghematan dari solusi cerdas. Sebaliknya, kelangsungan revolusi digital perkotaan merupakan konsekuensi tidak disengaja dari pengembangan pencahayaan secara bersamaan.
Penghematan energi dari penggantian bohlam pijar dengan lampu LED solid-state, disertai pasokan listrik yang tersedia dan infrastruktur pencahayaan yang luas, membuat kota pintar menjadi layak.
Laju konversi LED sudah stagnan, dan pencahayaan cerdas sedang berkembang pesat. Sekitar 90% dari 363 juta lampu jalan di dunia akan diterangi oleh LED pada tahun 2027, menurut Northeast Group, analis infrastruktur cerdas. Sepertiga dari lampu-lampu tersebut juga akan menjalankan aplikasi cerdas, sebuah tren yang dimulai beberapa tahun lalu. Hingga pendanaan dan cetak biru yang substansial diterbitkan, penerangan jalan paling cocok sebagai infrastruktur jaringan untuk berbagai teknologi digital di kota-kota cerdas berskala besar.
Hemat biaya LED
Menurut aturan praktis yang diusulkan oleh produsen lampu dan sensor, lampu pintar dapat mengurangi biaya administrasi dan pemeliharaan infrastruktur hingga 50 hingga 70 persen. Namun, sebagian besar penghematan tersebut (sekitar 50 persen, cukup untuk membuat perbedaan) dapat diwujudkan hanya dengan beralih ke bohlam LED hemat energi. Sisa penghematan berasal dari penyambungan dan pengendalian iluminator serta penyampaian informasi cerdas tentang cara kerjanya di seluruh jaringan lampu.
Penyesuaian dan pengamatan terpusat saja dapat mengurangi biaya perawatan secara signifikan. Ada banyak cara, dan semuanya saling melengkapi: penjadwalan, kontrol musiman, dan penyesuaian waktu; diagnosis kesalahan dan berkurangnya kehadiran truk perawatan. Dampaknya meningkat seiring dengan ukuran jaringan penerangan dan mengalir kembali ke kasus ROI awal. Pasar mengatakan pendekatan ini dapat membayar sendiri dalam waktu sekitar lima tahun, dan berpotensi membayar sendiri dalam waktu yang lebih singkat dengan menggabungkan konsep kota pintar yang "lebih lunak", seperti yang memiliki sensor parkir, monitor lalu lintas, kontrol kualitas udara, dan detektor senjata.
Guidehouse Insights, analis pasar, melacak lebih dari 200 kota untuk mengukur laju perubahan; Dikatakan bahwa seperempat kota meluncurkan skema pencahayaan cerdas. Penjualan sistem cerdas melonjak. ABI Research menghitung bahwa pendapatan global akan melonjak sepuluh kali lipat menjadi $1,7 miliar pada tahun 2026. "Momen bola lampu" Bumi seperti ini; Infrastruktur penerangan jalan, yang terkait erat dengan aktivitas manusia, adalah jalan ke depan sebagai platform untuk kota cerdas dalam konteks yang lebih luas. Pada awal tahun 2022, lebih dari dua pertiga pemasangan penerangan jalan baru akan dihubungkan ke platform manajemen pusat untuk mengintegrasikan data dari beberapa sensor kota cerdas, kata ABI.
Adarsh Krishnan, analis utama di ABI Research, mengatakan: “Ada banyak peluang bisnis bagi vendor kota pintar yang memanfaatkan infrastruktur tiang lampu perkotaan dengan menggunakan konektivitas nirkabel, sensor lingkungan, dan bahkan kamera pintar. Tantangannya adalah menemukan model bisnis yang layak yang mendorong masyarakat untuk menggunakan solusi multisensor dalam skala besar dengan cara yang hemat biaya.”
Pertanyaannya bukan lagi apakah akan terhubung, tetapi bagaimana, dan seberapa banyak yang harus terhubung sejak awal. Seperti yang diamati Krishnan, sebagian dari ini adalah tentang model bisnis, tetapi uang sudah mengalir ke kota pintar melalui privatisasi utilitas koperasi (KPS), di mana perusahaan swasta menanggung risiko finansial sebagai imbalan atas keberhasilan dalam modal ventura. Kontrak "sebagai layanan" berbasis langganan menyebarkan investasi selama periode pengembalian modal, yang juga memacu aktivitas.
Sebaliknya, lampu jalan di Eropa dihubungkan ke jaringan honeycomb tradisional (biasanya 2G hingga LTE (4G)) serta perangkat standar IoT HONEYCOMB baru, LTE-M. Teknologi ultra-narrowband (UNB) eksklusif juga ikut berperan, bersama dengan Zigbee, Bluetooth berdaya rendah, dan turunan IEEE 802.15.4.
Bluetooth Technology Alliance (SIG) memberi penekanan khusus pada kota pintar. Kelompok tersebut memperkirakan bahwa pengiriman Bluetooth berdaya rendah di kota pintar akan tumbuh lima kali lipat selama lima tahun ke depan, menjadi 230 juta per tahun. Sebagian besar terkait dengan pelacakan aset di tempat umum, seperti bandara, stadion, rumah sakit, pusat perbelanjaan, dan museum. Namun, Bluetooth berdaya rendah juga ditujukan untuk jaringan luar ruangan. “Solusi manajemen aset meningkatkan pemanfaatan sumber daya kota pintar dan membantu mengurangi biaya operasional perkotaan,” kata Bluetooth Technology Alliance.
Kombinasi Kedua Teknik Ini Lebih Baik!
Setiap teknologi memiliki kontroversinya sendiri, namun beberapa di antaranya telah diselesaikan dalam perdebatan. Misalnya, UNB mengusulkan batasan yang lebih ketat pada jadwal muatan dan pengiriman, mengesampingkan dukungan paralel untuk beberapa aplikasi sensor atau untuk aplikasi seperti kamera yang memerlukannya. Teknologi jarak pendek lebih murah dan menyediakan hasil yang lebih besar untuk mengembangkan pengaturan pencahayaan sebagai platform. Yang terpenting, teknologi ini juga dapat memainkan peran cadangan jika terjadi pemutusan sinyal WAN, dan menyediakan sarana bagi teknisi untuk membaca sensor secara langsung untuk debugging dan diagnostik. Bluetooth berdaya rendah, misalnya, berfungsi dengan hampir setiap telepon pintar di pasaran.
Meskipun jaringan yang lebih padat dapat meningkatkan ketahanan, arsitekturnya menjadi rumit dan memberikan tuntutan energi yang lebih tinggi pada sensor titik-ke-titik yang saling terhubung. Jangkauan transmisi juga bermasalah; Jangkauan menggunakan Zigbee dan Bluetooth berdaya rendah paling banyak hanya beberapa ratus meter. Meskipun berbagai teknologi jarak pendek bersifat kompetitif dan sangat cocok untuk sensor berbasis jaringan dan di seluruh lingkungan, teknologi tersebut merupakan jaringan tertutup yang pada akhirnya memerlukan penggunaan gateway untuk mengirimkan sinyal kembali ke cloud.
Koneksi sarang lebah biasanya ditambahkan di bagian akhir. Tren bagi vendor lampu pintar adalah menggunakan konektivitas sarang lebah point-to-cloud untuk menyediakan jangkauan perangkat sensor atau gateway sejauh 5 hingga 15 km. Teknologi sarang lebah menghadirkan jangkauan transmisi yang luas dan kesederhanaan; Teknologi ini juga menyediakan jaringan siap pakai dan tingkat keamanan yang lebih tinggi, menurut komunitas sarang lebah.
Neill Young, kepala Internet of Things Vertical di GSMA, badan industri yang mewakili operator jaringan seluler, mengatakan: "Operator aksi... memiliki semua cakupan area, oleh karena itu tidak memerlukan infrastruktur tambahan untuk menghubungkan perangkat penerangan dan sensor perkotaan. Dalam spektrum berlisensi, jaringan sarang lebah memiliki keamanan dan keandalan, yang berarti bahwa operator memiliki kondisi terbaik, dapat mendukung sejumlah besar kebutuhan, masa pakai baterai yang jauh lebih lama, perawatan minimal, dan jarak transmisi yang jauh dari peralatan berbiaya rendah."
Dari semua teknologi konektivitas yang tersedia, HONEYCOMB akan mengalami pertumbuhan terbesar dalam beberapa tahun mendatang, menurut ABI. Kehebohan tentang jaringan 5G dan perebutan untuk menjadi tuan rumah infrastruktur 5G telah mendorong operator untuk mengambil alih tiang lampu dan mengisi unit sarang lebah kecil di lingkungan perkotaan. Di Amerika Serikat, Las Vegas dan Sacramento menerapkan LTE dan 5G, serta sensor kota pintar, pada lampu jalan melalui operator AT&T dan Verizon. Hong Kong baru saja meluncurkan rencana untuk memasang 400 tiang lampu berkemampuan 5G sebagai bagian dari inisiatif kota pintarnya.
Integrasi Perangkat Keras yang Ketat
Nielsen menambahkan: “Nordic menawarkan produk jarak dekat dan jarak jauh multi-mode, dengan SoC nRF52840 yang mendukung Bluetooth berdaya rendah, Bluetooth Mesh, dan Zigbee, serta sistem Thread dan 2,4 GHz milik sendiri. SiP nRF9160 berbasis Honeycomb dari Nordic menawarkan dukungan LTE-M dan NB-iot. Kombinasi kedua teknologi ini menghadirkan keunggulan kinerja dan biaya.”
Pemisahan frekuensi memungkinkan sistem ini hidup berdampingan, dengan yang pertama berjalan di pita 2,4 GHz tanpa izin dan yang terakhir berjalan di mana pun LTE berada. Pada frekuensi yang lebih rendah dan lebih tinggi, ada trade-off antara cakupan area yang lebih luas dan kapasitas transmisi yang lebih besar. Namun dalam platform pencahayaan, teknologi nirkabel jarak pendek biasanya digunakan untuk menghubungkan sensor, daya komputasi tepi digunakan untuk observasi dan analisis, dan iot honeycomb digunakan untuk mengirim data kembali ke cloud, serta kontrol sensor untuk tingkat pemeliharaan yang lebih tinggi.
Sejauh ini, sepasang radio jarak dekat dan jarak jauh telah ditambahkan secara terpisah, tidak dibangun dalam chip silikon yang sama. Dalam beberapa kasus, komponen-komponen dipisahkan karena kegagalan iluminator, sensor, dan radio semuanya berbeda. Namun, mengintegrasikan dua radio ke dalam satu sistem akan menghasilkan integrasi teknologi yang lebih dekat dan biaya akuisisi yang lebih rendah, yang merupakan pertimbangan utama bagi kota pintar.
Nordic menganggap pasar bergerak ke arah itu. Perusahaan telah mengintegrasikan teknologi konektivitas IoT nirkabel jarak pendek dan honeycomb ke dalam perangkat keras dan perangkat lunak di tingkat pengembang sehingga produsen solusi dapat menjalankan keduanya secara bersamaan dalam aplikasi pengujian. Papan DK Nordic untuk nRF9160 SiP dirancang bagi pengembang untuk "membuat aplikasi iot Honeycomb mereka berfungsi"; Nordic Thingy:91 telah dideskripsikan sebagai "gateway siap pakai yang lengkap" yang dapat digunakan sebagai platform pembuatan prototipe siap pakai atau pembuktian konsep untuk desain produk awal.
Keduanya memiliki fitur multi-mode honeycomb nRF9160 SiP dan multi-protokol short-range nRF52840 SoC. Sistem tertanam yang menggabungkan kedua teknologi untuk penerapan IoT komersial hanya tinggal "beberapa bulan" lagi dari komersialisasi, menurut Nordic.
Nordic Nielsen berkata: “platform pencahayaan kota pintar telah menyiapkan semua teknologi koneksi ini; pasar sangat jelas bagaimana menggabungkan semuanya, kami telah menyediakan solusi bagi produsen papan pengembangan, untuk menguji bagaimana semuanya bekerja bersama. Semuanya digabungkan menjadi solusi bisnis yang sangat penting, hanya dalam hitungan waktu.”
Waktu posting: 29-Mar-2022