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, dimana kehidupan akan sehat, bahagia dan aman. Yang terpenting, hal ini menjanjikan perubahan yang ramah lingkungan, yang merupakan kartu andalan terakhir umat manusia dalam melawan kehancuran planet ini.
Namun kota pintar membutuhkan kerja keras. Teknologi baru membutuhkan biaya yang mahal, pemerintah daerah terkendala, dan politik beralih ke siklus pemilu yang pendek, sehingga sulit untuk mencapai model penerapan teknologi terpusat yang operasional dan efisien secara finansial yang dapat digunakan kembali di wilayah perkotaan secara global atau nasional. Faktanya, sebagian besar kota pintar terkemuka yang menjadi berita utama sebenarnya hanyalah kumpulan eksperimen teknologi dan proyek sampingan regional, dan tidak ada harapan untuk berkembang.
Mari kita lihat tempat sampah dan tempat parkir, yang cerdas dengan sensor dan analitik; Dalam konteks ini, laba atas investasi (ROI) sulit untuk dihitung dan distandarisasi, terutama ketika lembaga-lembaga pemerintah sangat terfragmentasi (antara lembaga publik dan layanan swasta, serta antara kota kecil, kota besar, wilayah, dan negara). Lihatlah pemantauan kualitas udara; Bagaimana cara mudah menghitung dampak udara bersih terhadap pelayanan kesehatan di suatu kota? Logikanya, kota pintar sulit untuk diterapkan, namun juga sulit untuk disangkal.
Namun, ada secercah cahaya di tengah kabut perubahan digital. Penerangan jalan di seluruh layanan kota menyediakan platform bagi kota untuk memperoleh fungsi cerdas dan menggabungkan berbagai aplikasi untuk pertama kalinya. Lihatlah berbagai proyek penerangan jalan pintar yang dilaksanakan di San Diego di AS dan Kopenhagen di Denmark, dan jumlahnya semakin meningkat. Proyek-proyek ini menggabungkan rangkaian sensor dengan unit perangkat keras modular yang dipasang pada tiang lampu untuk memungkinkan kendali jarak jauh terhadap pencahayaan itu sendiri dan untuk menjalankan fungsi lain, seperti penghitung lalu lintas, monitor kualitas udara, dan bahkan detektor senjata.
Dari ketinggian tiang lampu, kota-kota telah 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 biasanya ditanam di tempat parkir, dapat dihubungkan ke infrastruktur penerangan dengan biaya murah dan efisien. Seluruh kota dapat tiba-tiba terhubung dan dioptimalkan tanpa menggali jalan atau menyewa ruang 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 diperhitungkan dengan mengandalkan penghematan dari solusi cerdas. Sebaliknya, kelangsungan revolusi digital perkotaan merupakan konsekuensi yang tidak disengaja dari perkembangan pencahayaan secara simultan.
Penghematan energi dari penggantian lampu pijar dengan lampu LED solid-state, serta pasokan listrik yang tersedia dan infrastruktur pencahayaan yang luas, menjadikan kota pintar layak dilakukan.
Laju konversi LED sudah stagnan, dan pencahayaan cerdas sedang booming. Sekitar 90% dari 363 juta lampu jalan di dunia akan diterangi oleh LED pada tahun 2027, menurut Northeast Group, seorang analis infrastruktur cerdas. Sepertiga dari mereka juga akan menjalankan aplikasi pintar, sebuah tren yang dimulai beberapa tahun lalu. Hingga pendanaan dan cetak biru dalam jumlah besar dipublikasikan, penerangan jalan paling cocok sebagai infrastruktur jaringan untuk berbagai teknologi digital di kota pintar berskala besar.
Menghemat biaya LED
Menurut aturan praktis yang diusulkan oleh produsen pencahayaan dan sensor, pencahayaan cerdas dapat mengurangi biaya administrasi dan pemeliharaan terkait 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. Penghematan lainnya berasal dari menghubungkan dan mengendalikan iluminator serta meneruskan 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, pengendalian musiman dan penyesuaian waktu; Diagnosis kesalahan dan berkurangnya kehadiran truk pemeliharaan. Dampaknya meningkat seiring dengan besarnya jaringan penerangan dan mengalir kembali ke kasus ROI awal. Pasar mengatakan pendekatan ini dapat membuahkan hasil dalam waktu sekitar lima tahun, dan memiliki potensi untuk membuahkan hasil dalam waktu yang lebih singkat dengan menggabungkan konsep kota cerdas yang “lebih lembut”, seperti konsep yang dilengkapi dengan sensor parkir, monitor lalu lintas, kontrol kualitas udara, dan detektor senjata. .
Guidehouse Insights, seorang analis pasar, melacak lebih dari 200 kota untuk mengukur laju perubahan; Dikatakan bahwa seperempat kota telah menerapkan skema pencahayaan cerdas. Penjualan sistem pintar melonjak. ABI Research menghitung bahwa pendapatan global akan melonjak sepuluh kali lipat menjadi $1,7 miliar pada tahun 2026. “Momen bola lampu” bumi adalah seperti ini; Infrastruktur penerangan jalan, yang erat kaitannya dengan aktivitas manusia, merupakan langkah ke depan sebagai platform kota pintar dalam konteks yang lebih luas. Pada awal tahun 2022, lebih dari dua pertiga instalasi penerangan jalan baru akan dihubungkan ke platform manajemen pusat untuk mengintegrasikan data dari beberapa 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 dapat mendorong masyarakat untuk menerapkan solusi multi-sensor dalam skala besar dan dengan cara yang hemat biaya.”
Pertanyaannya bukan lagi apakah harus terhubung, tapi bagaimana, dan seberapa banyak yang harus terhubung. Seperti yang diamati oleh Krishnan, hal ini sebagian berkaitan dengan model bisnis, namun uang sudah mengalir ke kota pintar melalui privatisasi utilitas kooperatif (KPS), di mana perusahaan swasta mengambil risiko finansial sebagai imbalan atas kesuksesan dalam modal ventura. Kontrak “as-a-service” berbasis langganan menyebarkan investasi selama periode pengembalian, yang juga mendorong aktivitas.
Sebaliknya, Lampu Jalan di Eropa terhubung ke jaringan honeycomb tradisional (biasanya 2G hingga LTE (4G)) serta perangkat standar HONEYCOMB Iot yang baru, LTE-M. Teknologi ultra-narrowband (UNB) yang dipatenkan juga ikut berperan, bersama dengan Zigbee, sejumlah kecil Bluetooth berdaya rendah, dan turunan IEEE 802.15.4.
Aliansi Teknologi Bluetooth (SIG) memberikan penekanan khusus pada kota pintar. Kelompok ini memperkirakan bahwa pengiriman Bluetooth berdaya rendah di kota-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 Lebih Baik!
Setiap teknologi mempunyai kontroversinya masing-masing, 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 memberikan hasil lebih besar untuk mengembangkan pencahayaan sebagai Pengaturan platform. Yang penting, mereka juga dapat memainkan peran cadangan jika terjadi pemutusan sinyal WAN, dan menyediakan sarana bagi teknisi untuk membaca sensor secara langsung untuk proses debug dan diagnostik. Bluetooth berdaya rendah, misalnya, berfungsi dengan hampir semua ponsel pintar yang ada di pasaran.
Meskipun jaringan listrik yang lebih padat dapat meningkatkan ketahanan, arsitekturnya menjadi kompleks dan menyebabkan kebutuhan energi yang lebih tinggi pada sensor point-to-point 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 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 cerdas adalah menggunakan konektivitas sarang lebah point-to-cloud untuk menyediakan gateway jarak 5 hingga 15 km atau jangkauan perangkat sensor. Teknologi sarang lebah menghadirkan jangkauan transmisi yang luas dan kesederhanaan; Ini juga menyediakan jaringan siap pakai dan tingkat keamanan yang lebih tinggi, menurut komunitas Hive.
Neill Young, kepala Internet of Things Vertical di GSMA, sebuah badan industri yang mewakili operator jaringan seluler, mengatakan: “Operator aksi… memiliki cakupan seluruh area, oleh karena itu tidak memerlukan infrastruktur tambahan untuk menghubungkan perangkat dan sensor penerangan perkotaan. . Dalam jaringan sarang lebah spektrum berlisensi memiliki keamanan dan keandalan, berarti operator memiliki kondisi terbaik, dapat mendukung sejumlah besar kebutuhan, masa pakai baterai lebih lama dan perawatan minimal serta jarak transmisi peralatan berbiaya rendah yang jauh.”
Dari semua teknologi konektivitas yang tersedia, HONEYCOMB akan mengalami pertumbuhan terbesar di tahun-tahun mendatang, menurut ABI. Kehebohan mengenai jaringan 5G dan perebutan infrastruktur 5G telah mendorong para operator untuk mengambil alih tiang lampu dan mengisi unit-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 mengumumkan 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 Thread dan sistem 2.4ghz yang dipatenkan. nRF9160 SiP 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 untuk hidup berdampingan, dengan sistem pertama berjalan pada pita 2,4GHz bebas izin dan sistem kedua berjalan di mana pun LTE berada. Pada frekuensi yang lebih rendah dan lebih tinggi, terdapat trade-off antara cakupan wilayah yang lebih luas dan kapasitas transmisi yang lebih besar. Namun dalam platform pencahayaan, teknologi nirkabel jarak pendek biasanya digunakan untuk menghubungkan sensor, daya komputasi edge 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, sepasang radio jarak pendek dan jarak jauh telah ditambahkan secara terpisah, tidak dimasukkan ke dalam chip silikon yang sama. Dalam beberapa kasus, komponen terpisah karena kegagalan iluminator, sensor, dan radio semuanya berbeda. 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 berpendapat pasar sedang bergerak ke arah itu. Perusahaan telah mengintegrasikan teknologi konektivitas nirkabel jarak pendek dan honeycomb IoT ke dalam perangkat keras dan perangkat lunak di tingkat pengembang sehingga produsen solusi dapat menjalankan pasangan tersebut secara bersamaan dalam aplikasi pengujian. Papan DK Nordik untuk nRF9160 SiP dirancang bagi pengembang untuk “membuat aplikasi iot Honeycomb mereka berfungsi”; Nordic Thingy:91 telah dideskripsikan sebagai “gerbang 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 jarak pendek nRF52840 SoC. Sistem tertanam yang menggabungkan dua teknologi untuk penerapan IoT komersial hanya berjarak “beberapa bulan” dari komersialisasi, menurut Nordic.
Nordic Nielsen mengatakan: “platform pencahayaan kota pintar telah menyiapkan semua teknologi koneksi ini; pasar sangat jelas bagaimana menggabungkannya, kami telah memberikan solusi untuk papan pengembangan produsen, untuk menguji bagaimana mereka bekerja sama. Kombinasi keduanya menjadi solusi bisnis sangatlah penting, hanya dalam hitungan waktu.”
Waktu posting: 29 Maret 2022