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 kerusakan planet ini.
Namun, kota pintar membutuhkan kerja keras. Teknologi baru mahal, pemerintah daerah dibatasi, dan politik bergeser ke siklus pemilu yang pendek, sehingga sulit mencapai model penerapan teknologi terpusat yang sangat efisien secara operasional dan finansial, yang dapat digunakan kembali di wilayah perkotaan secara global maupun nasional. Faktanya, sebagian besar kota pintar terkemuka yang menjadi berita utama sebenarnya hanyalah kumpulan berbagai eksperimen teknologi dan proyek sampingan regional, dengan sedikit potensi 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 distandarisasi, terutama ketika lembaga pemerintah sangat terfragmentasi (antara lembaga publik dan layanan swasta, serta antar kota, kabupaten, wilayah, dan negara). Lihat pemantauan kualitas udara; Bagaimana mudahnya menghitung dampak udara bersih terhadap layanan kesehatan di kota? Secara logis, kota pintar sulit diimplementasikan, tetapi juga sulit untuk disangkal.
Namun, ada secercah harapan di tengah kabut perubahan digital. Penerangan jalan di semua layanan kota menyediakan platform bagi kota-kota untuk mendapatkan fungsi-fungsi cerdas dan menggabungkan berbagai aplikasi untuk pertama kalinya. Lihatlah berbagai proyek penerangan jalan pintar yang sedang diimplementasikan di San Diego, AS, dan Kopenhagen, Denmark, dan jumlahnya terus bertambah. Proyek-proyek ini menggabungkan rangkaian sensor dengan unit perangkat keras modular yang terpasang pada tiang lampu untuk memungkinkan kendali jarak jauh atas penerangan itu sendiri dan menjalankan fungsi-fungsi lain, seperti penghitung lalu lintas, monitor kualitas udara, dan bahkan detektor senjata.
Dari ketinggian tiang lampu, kota-kota telah mulai memperhatikan "kelayakhunian" kota di jalan, termasuk arus lalu lintas dan mobilitas, polusi suara dan udara, serta peluang bisnis yang muncul. Bahkan sensor parkir, yang biasanya ditanam di tempat parkir, dapat dihubungkan dengan murah dan efisien ke infrastruktur penerangan. Seluruh kota tiba-tiba dapat terhubung dan dioptimalkan tanpa perlu menggali jalan, menyewa ruang, atau memecahkan masalah komputasi abstrak tentang hidup yang lebih sehat dan jalan yang lebih aman.
Hal ini berhasil karena, sebagian besar, solusi pencahayaan cerdas pada awalnya tidak dirancang dengan harapan penghematan dari solusi cerdas. Sebaliknya, kelangsungan revolusi digital perkotaan merupakan konsekuensi tak terduga dari perkembangan pencahayaan yang terjadi secara bersamaan.
Penghematan energi dari penggantian bohlam pijar dengan lampu LED solid-state, bersama dengan pasokan listrik yang tersedia secara luas dan infrastruktur pencahayaan yang luas, membuat kota pintar menjadi layak.
Laju konversi LED sudah stagnan, dan pencahayaan pintar sedang booming. Sekitar 90% dari 363 juta lampu jalan di dunia akan diterangi oleh LED pada tahun 2027, menurut Northeast Group, sebuah analis infrastruktur pintar. Sepertiganya juga akan menjalankan aplikasi pintar, 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 pintar berskala besar.
Hemat biaya LED
Berdasarkan aturan praktis yang diusulkan oleh produsen pencahayaan dan sensor, pencahayaan pintar dapat mengurangi biaya administrasi dan pemeliharaan infrastruktur sebesar 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 pencahayaan.
Penyesuaian dan observasi terpusat saja dapat mengurangi biaya pemeliharaan secara signifikan. Ada banyak cara, dan semuanya saling melengkapi: penjadwalan, kontrol musiman, dan penyesuaian waktu; diagnosis kesalahan dan pengurangan kehadiran truk pemeliharaan. Dampaknya meningkat seiring dengan ukuran jaringan penerangan dan mengalir kembali ke kasus ROI awal. Pasar menyatakan bahwa pendekatan ini dapat menghasilkan keuntungan dalam waktu sekitar lima tahun, dan berpotensi menghasilkan keuntungan dalam waktu yang lebih singkat dengan menggabungkan konsep kota pintar yang "lebih lunak", seperti yang dilengkapi sensor parkir, monitor lalu lintas, kontrol kualitas udara, dan detektor senjata.
Guidehouse Insights, sebuah analis pasar, melacak lebih dari 200 kota untuk mengukur laju perubahan; disebutkan bahwa seperempat kota sedang menerapkan skema pencahayaan pintar. Penjualan sistem pintar melonjak. ABI Research memperkirakan pendapatan global akan melonjak sepuluh kali lipat menjadi $1,7 miliar pada tahun 2026. "Momen lampu" Bumi seperti ini; Infrastruktur penerangan jalan, yang berkaitan erat dengan aktivitas manusia, merupakan langkah maju sebagai platform bagi kota pintar dalam konteks yang lebih luas. Pada awal tahun 2022, lebih dari dua pertiga instalasi penerangan jalan baru akan terhubung ke platform manajemen pusat untuk mengintegrasikan data dari berbagai sensor kota pintar, kata ABI.
Adarsh Krishnan, analis utama di ABI Research, mengatakan: “Ada lebih banyak peluang bisnis bagi vendor kota pintar yang memanfaatkan infrastruktur tiang lampu perkotaan dengan menerapkan konektivitas nirkabel, sensor lingkungan, dan bahkan kamera pintar. Tantangannya adalah menemukan model bisnis yang layak yang mendorong masyarakat untuk menerapkan solusi multi-sensor dalam skala besar dengan cara yang hemat biaya.”
Pertanyaannya bukan lagi apakah akan terhubung, tetapi bagaimana, dan seberapa banyak koneksi yang akan dilakukan. Sebagaimana diamati Krishnan, sebagian dari hal ini berkaitan dengan 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 kini terhubung ke jaringan honeycomb tradisional (biasanya 2G hingga LTE (4G)) serta perangkat standar HONEYCOMB IoT yang baru, LTE-M. Teknologi ultra-narrowband (UNB) eksklusif juga mulai digunakan, bersama dengan Zigbee, Bluetooth berdaya rendah, dan turunan IEEE 802.15.4.
Aliansi Teknologi Bluetooth (SIG) memberikan penekanan khusus pada kota pintar. Kelompok ini memperkirakan pengiriman Bluetooth berdaya rendah di kota pintar akan tumbuh lima kali lipat selama lima tahun ke depan, menjadi 230 juta unit per tahun. Sebagian besar terhubung 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 ini meningkatkan pemanfaatan sumber daya kota pintar dan membantu mengurangi biaya operasional perkotaan," ujar Aliansi Teknologi Bluetooth.
Kombinasi Kedua Teknik Ini Lebih Baik!
Setiap teknologi memiliki kontroversinya masing-masing, namun beberapa di antaranya telah diselesaikan dalam perdebatan. Misalnya, UNB mengusulkan batasan yang lebih ketat pada jadwal muatan dan pengiriman, yang mengesampingkan dukungan paralel untuk beberapa aplikasi sensor atau untuk aplikasi seperti kamera yang membutuhkannya. Teknologi jarak pendek lebih murah dan memberikan throughput 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 keperluan debugging dan diagnostik. Bluetooth berdaya rendah, misalnya, dapat digunakan dengan hampir semua ponsel pintar di pasaran.
Meskipun jaringan yang lebih padat dapat meningkatkan ketahanan, arsitekturnya menjadi kompleks dan membutuhkan energi yang lebih tinggi pada sensor titik-ke-titik yang saling terhubung. Jangkauan transmisi juga bermasalah; jangkauan menggunakan Zigbee dan Bluetooth berdaya rendah hanya beberapa ratus meter saja. Meskipun berbagai teknologi jarak pendek kompetitif dan cocok untuk sensor berbasis jaringan dan berskala tetangga, 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 vendor pencahayaan pintar adalah menggunakan konektivitas sarang lebah point-to-cloud untuk menyediakan jangkauan gateway atau perangkat sensor sejauh 5 hingga 15 km. Teknologi Beehive menghadirkan jangkauan transmisi yang luas dan kesederhanaan; teknologi ini juga menyediakan jaringan siap pakai dan tingkat keamanan yang lebih tinggi, menurut komunitas Hive.
Neill Young, kepala Vertikal Internet of Things di GSMA, sebuah badan industri yang mewakili operator jaringan seluler, mengatakan: "Operator aksi... memiliki jangkauan di seluruh area, sehingga tidak memerlukan infrastruktur tambahan untuk menghubungkan perangkat dan sensor pencahayaan perkotaan. Dalam spektrum berlisensi, jaringan honeycomb memiliki keamanan dan keandalan, yang berarti operator memiliki kondisi terbaik, dapat mendukung sejumlah besar kebutuhan, masa pakai baterai yang jauh lebih lama, perawatan minimal, dan jarak transmisi yang jauh untuk peralatan berbiaya rendah."
Dari semua teknologi konektivitas yang tersedia, HONEYCOMB akan mengalami pertumbuhan terbesar dalam beberapa tahun mendatang, menurut ABI. Kegaduhan seputar jaringan 5G dan persaingan untuk menyelenggarakan infrastruktur 5G telah mendorong para operator untuk mengambil alih tiang lampu dan mengisi unit-unit honeycomb kecil di lingkungan perkotaan. Di Amerika Serikat, Las Vegas dan Sacramento sedang 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 multi-mode jarak pendek dan jarak jauh, dengan SoC nRF52840 yang mendukung Bluetooth berdaya rendah, Bluetooth Mesh, dan Zigbee, serta sistem Thread dan 2,4 GHz yang telah dipatenkan. 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-sistem ini untuk hidup berdampingan, dengan yang pertama beroperasi di pita 2,4 GHz tanpa izin, sementara yang terakhir beroperasi di mana pun LTE berada. Pada frekuensi yang lebih rendah dan lebih tinggi, terdapat trade-off antara jangkauan 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 sarang lebah digunakan untuk mengirim data kembali ke cloud, serta kontrol sensor untuk tingkat pemeliharaan yang lebih tinggi.
Sejauh ini, pasangan radio jarak pendek dan jarak jauh telah ditambahkan secara terpisah, tidak terintegrasi dalam chip silikon yang sama. Dalam beberapa kasus, komponen-komponen tersebut dipisahkan karena kegagalan iluminator, sensor, dan radio berbeda-beda. Namun, mengintegrasikan dua radio ke dalam satu sistem akan menghasilkan integrasi teknologi yang lebih erat dan biaya akuisisi yang lebih rendah, yang merupakan pertimbangan utama bagi kota pintar.
Nordic yakin pasar sedang bergerak ke arah itu. Perusahaan ini 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 uji. Papan DK Nordic untuk nRF9160 SiP dirancang bagi para pengembang untuk "membuat aplikasi IoT Honeycomb mereka berfungsi"; Nordic Thingy:91 telah dideskripsikan sebagai "gerbang siap pakai yang lengkap" yang dapat digunakan sebagai platform prototipe siap pakai atau bukti konsep untuk desain produk awal.
Keduanya dilengkapi SiP nRF9160 honeycomb multi-mode dan SoC nRF52840 jarak pendek multi-protokol. Sistem tertanam yang menggabungkan kedua teknologi untuk penerapan IoT komersial hanya "beberapa bulan" lagi dari komersialisasi, menurut Nordic.
Nordic Nielsen mengatakan: "Platform pencahayaan kota pintar telah menyiapkan semua teknologi koneksi ini; pasar sangat jelas bagaimana menggabungkannya, kami telah menyediakan solusi untuk papan pengembangan produsen, untuk menguji bagaimana mereka bekerja bersama. Menggabungkan semuanya menjadi solusi bisnis sangatlah penting, hanya masalah waktu."
Waktu posting: 29-Mar-2022