المدن الذكية تتطلب تكاملاً أكثر ذكاءً للأنظمة. إذا أردنا بناء مجموعة متنوعة من خدمات المجتمع والمواطنين على شبكة إنترنت (IoT) الأساسية المنشورة في البداية للتحكم في الإضاءة في الهواء الطلق ، فإن الشبكة ستتطلب مستوى من الموثوقية يتجاوز وظائف نظام التحكم التاريخي التي تتسبب في تشغيل وإطفاء الأضواء خافت.

هناك حاجة إلى طريقة جديدة للتفكير في أدوات التحكم ، حيث يكون التحكم في الإضاءة أحد الوظائف المتعددة التي تتيحها الاتصالات بين وحدات الإنارة. وهذا يتطلب تكاملاً أكبر بين تقنيات الطاقة والاتصالات وتقنيات الراديو واللاسلكي اللاسلكي.

على مستوى واحد ، يبدو أن دمج برنامج تشغيل LED والإذاعة اللاسلكية خطوة بسيطة للأمام. سيؤدي تقليل عدد الأجهزة إلى تبسيط عملية التركيب والصيانة ، مما يقلل من التكلفة الإجمالية لشبكة التحكم على مدار عمرها. من الأسهل بكثير توصيل الطاقة الرئيسية بجهاز واحد بدلاً من جهازين عند تركيب النظام. صحيح أيضاً أن أبسط الحلول هو الأفضل عادة.

ومع ذلك ، قبل مراجعة قيمة دمج برامج تشغيل مصابيح LED لتشغيل إضاءة الشوارع الذكية ، يجب أن نفكر أولاً في تأثيرات أضواء الشوارع الذكية كإطار عمل للمدن الأكثر ذكاءً.

إنترنت الأشياء - إطار سلكي للمدن الأكثر ذكاءً

تتعهد إنترنت الأشياء (IoT) بمعالجة مجموعة متنوعة من مشاكل مراقبة الأجهزة وإدارتها فيما وراء أضواء الشوارع الذكية. ومع ذلك ، قبل أن نسرع ​​في توصيل التوصيل الكامل ، علينا أن نأخذ في الاعتبار اقتصاديات العالم الحقيقي.

يتعين على إنترنت الأشياء أن يتغلب على تحديات السوق لجعلها قابلة للتطبيق كإطار مشترك للمدن الذكية. هذا صحيح بشكل خاص عندما تفكر في صناعة الإضاءة ، التي لديها إستراتيجية ناضجة للإمداد والتوزيع مع التركيز الشديد على إبقاء الأسعار منخفضة.

حظ سيئ

ومن المفارقات ، أن الأضواء البكمية الرخيصة التي لا تتوفر لها اتصالات إنترنت الأشياء اللازمة للإضاءة الذكية ستحقق حياة مفيدة لمدة لا تقل عن 10 سنوات. وسيؤخر ذلك تجربة إنترنت الأشياء للإضاءة الذكية لمدة عشر سنوات أو أكثر ، على الرغم من أن الإضاءة توفر هيكلًا مثاليًا في إنترنت الأشياء للمدن الذكية.
النور في كل مكان ، وغالبا ما يكون واحدا من أول الأشياء التي أضافتها البلديات لتعزيز السلامة العامة. عندما تفكر في إمكانات الجمع بين أضواء الشوارع مع مصابيح LED الذكية التي يتم تشغيلها من خلال برامج تشغيل مدمجة ، يتم فتح إمكانيات إضافية لتعزيز السلامة العامة وتوفير الطاقة.

على سبيل المثال ، قد يساعد استخدام إنترنت الأشياء في التحكم في أضواء الشوارع وكاميرات الويب في تعزيز تطبيق القانون والتحكم في الحشود. نظرًا لأن مصابيح الشارع مثبتة على فترات منتظمة منتظمة ، يمكن استخدامها لمراقبة جودة الهواء أو التهطال ، على سبيل المثال ، بالإضافة إلى الإضاءة.
توفر الإضاءة الذكية أيضًا مراقبة الجهاز لإدارة الأخطاء. على سبيل المثال ، عند توفير المصباح في الشارع ، سيوفر المال إذا تم استخدام منتقي الكرز مرة واحدة فقط ، لأن المهندس سيعرف بالفعل الأجزاء المطلوبة.

كل ذلك يبدأ ببنية أساسية مشتركة مرتبطة باستخدام بروتوكول مفتوح مثل إنترنت الأشياء. استخدام أضواء الشوارع كهيكل عظمي لأتمتة إدارة خدمات المدينة يحتاج إلى بروتوكولات اتصالات مشتركة للتشغيل البيني. لسوء الحظ ، الإضاءة متأخرة في اللعبة عندما يتعلق الأمر بإنترنت الأشياء ، ويستخدم المصنعون معايير صناعية أخرى لإدارة الضوء والاتصالات.

على سبيل المثال ، تعتبر واجهة الإضاءة الرقمية القابلة للمعالجة (DALI) هي المعيار السلكي الأكثر استخدامًا للتحكم في الإضاءة الرقمية. قامت شركة DALI ، التي أنشأتها شركة Philips عام 1964 ، بتطوير معايير IEC وهي واجهة مشتركة للتحكم في الإضاءة التقليدية وقابلية التشغيل البيني.

ومع ذلك ، لا ينطبق DALI إلا على الإضاءة ولا يعمل مع IoT. وبالمثل ، فإن ZigBee هو معيار لاسلكي منخفض الطاقة يستخدم في تطبيقات مثل عناصر التحكم في الإضاءة ، ولكن ZigBee يتنافس مع Wi-Fi و Bluetooth Mesh ومعايير لاسلكية أخرى لإنترنت الأشياء.

سيبحث مديرو المدن عن منصات توفر قابلية التشغيل البيني بعد الإضاءة ، باستخدام إنترنت الأشياء كبروتوكول شائع لتوفير معلومات التحكم لأنواع مختلفة من الأجهزة مثل إشارات المرور وغرف التفتيش وأوعية النفايات.

السيناريو الأكثر احتمالاً هو أن الاتصالات اللاسلكية و IoT ستستخدم كمنصة مشتركة للإدارة والتحكم ، وسوف يتم تجميع البيانات في السحابة للوصول إليها من خلال وحدة التحكم المركزية. إن استخدام التخزين السحابي الآمن للبيانات سييسر الوصول إلى أقسام المدينة ومقدمي الخدمات ، وسيوفر مستودع بيانات مركزي للتطبيقات مثل البيانات الكبيرة.

توضح الأسباب الموضحة أدناه أن دمج المحركات وعناصر التحكم اللاسلكية يوفر مزايا كبيرة مقارنة بالحلول السابقة من حيث البساطة والموثوقية وكفاءة الطاقة.

أربع حجج لضوابط LED المتكاملة

في فولهام ، حيث عملنا من خلال تحديات توفير نظام إضاءة ذكي كجزء من حلول المدن الذكية ، أدركنا أن هناك أربعة أسباب على الأقل تجعل دمج عناصر التحكم في برامج تشغيل LED أمرًا منطقيًا.

1 دمج نظام الضوابط الصحيح

الأنظمة اللاسلكية مناسبة لإضاءة الشوارع والبلديات ، حيث يمكن أن تعمل أجهزة الراديو في الفضاء الخارجي خالية من التداخل. ومع ذلك ، فإن اختيار وسيط ما هو إلا الخطوة الأولى - حيث يواجه المهندسون الآن أي نظام لاسلكي يمكن استخدامه.

سرعان ما أصبح تقليل تكلفة المعدات في الموقع أولوية قصوى. لضوابط طويلة جدا تعاني من ما يعرف بـ "مشكلة صندوق بقيمة 10،000 جنيه استرليني" - وهو شرط أن يكون لدى النظام جهاز كمبيوتر و / أو جهاز بوابة باهظ الثمن في الموقع مع شبكة الإنارة.
وهذا يثقل كاهل النظام بتكاليف بدء تشغيل أعلى ، والحاجة إلى موقع آمن ومسيطر عليه لوضعه وحماية من الطاقة المتخصصة لضمان استمرار تشغيله.

بالإضافة إلى ذلك ، يجب تحديث الأجهزة ، عادةً ما تكون خادمًا ، حتى الآن.

نظام تحكم قائم على السحابة حيث لا يلزم سوى بوابة صغيرة غير مكلفة نسبيا لأن الجسر بين شبكة التحكم في الإضاءة ومركز المراقبة عن بعد ، سيساعد ، بمرور الوقت ، شبكات إنترنت الأشياء على التوسع والنمو بفعالية أكبر مع إمكانية إضافة سعة إضافية بسرعة و غير مكلفة.

2 تحسينات الاعتمادية: حماية العناصر

مع توقع أن تكون شبكات التحكم في الإضاءة الخارجية هي البنية التحتية لشبكات إنترنت الأشياء الناشئة ، أردنا بنية توفر أقصى حماية للمراقبة اللاسلكية ، خاصة من الطقس والتخريب.

من خلال دمج وحدة التحكم في برنامج التشغيل ، توفر وحدة الإنارة الحماية لجميع المكونات الرئيسية - مصدر الضوء وبرنامج التشغيل وأجهزة التحكم.

تم تصميم مصابيح الهواء في الهواء الطلق لتتوافق مع معايير الحماية الدولية الصارمة ، لذلك يوفر التكامل جميع مكونات الحلول مع حماية أفضل.

3 تحسينات الاعتمادية: صحة السائق

مع مصادر الضوء LED تقدم الآن مستويات من الموثوقية غير القابلة للتحقيق للمصابيح المتوهجة أو الحثية أو الفلورية ، فإن أي مشاكل في الإنارة تكون أكثر عرضة لتعقب السائق.

من خلال دمج عنصر التحكم في برنامج التشغيل ، كما هو الحال مع ، على سبيل المثال ، أصبح برنامج التشغيل في الهواء الطلق LED للعمل من فولهام - الذي أدمج عناصر التحكم في Tvilight - إمكانية إعداد التقارير التشخيصية المدمجة عبر الواجهة اللاسلكية ممكنًا. وهذا يوفر قدرة تشخيصية أكثر بكثير مما هو متاح من خلال واجهة تعتيم قياسية من 0 فولت إلى 10 فولت.

ساعات التشغيل ودرجات حرارة التشغيل وخصائص الأداء والتكوينات ليست سوى بعض البيانات التي يمكن قراءتها من مركز المراقبة عن بعد.

باستخدام مراقبة الأداء عن بعد ، يمكن إرسال وحدات الاستبدال تلقائيًا للنشر قبل فشل وحدة الإنارة ، وبمجرد تثبيته ، يمكن إتمام تكليف السائق عبر تنزيل التهيئة من السحاب.

وهذا يعني توفيرًا كبيرًا للأضواء الخارجية ، التي تتطلب عادةً رحلتين مستديرتين لكل عطل - أحدهما لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها والآخر للإصلاح ، خاصة وأن كل إصلاح يتطلب وجود منتقي الكرز باهظ الثمن. إن تخفيض العمل البديل لرحلة واحدة يوفر وقتًا وموارد قيمة.

4 تحسينات الكفاءة: أدنى طاقة احتياطية

عادةً ما يكون أحد الأهداف الأساسية لمشروع تحسين الإضاءة هو تقليل استخدام الطاقة بشكل عام.

من خلال دمج وحدة التحكم اللاسلكية ، يستخدم السائقون طاقة احتياطية منخفضة ، يستيقظون أولاً من الوحدة اللاسلكية ثم السائق. تظهر حسابات الشركة توفيرًا للطاقة بنسبة تتراوح من 40٪ إلى 50٪ مقارنةً بواجهة تحكم موصلة من 0 فولت إلى 10 فولت ، حتى عندما تكون الواجهة ضعيفة.

ومع بناء تطبيقات إنترنت الأشياء الجديدة ، فإن دمج برنامج تشغيل الصمام والضوابط اللاسلكية سيوفر مزايا أكثر.

عن المؤلف

روس شارر هو نائب رئيس التسويق العالمي وتطوير الأعمال لفولهام