以創新通訊連接技術 滿足智慧城市多元需求

以創新通訊連接技術 滿足智慧城市多元需求
隨著都市人口的快速成長與高密度發展,運用物聯網技術打造更安全、環保、便利的生活環境,已成為全球政府與產業積極推動的目標,也帶動包括智慧量錶、智慧路燈、交通管理以及環境監控等各種智慧城市應用的興起。

智慧城市發展關鍵要素

據統計,到2020年,全球將有近10億台智慧量錶以及5,000萬盞智慧路燈,且透過智慧運輸系統,每年可為城市節省8,000億美元的成本。這些智慧城市應用的快速發展,主要有幾個重要因素:

1. 永續性:為推動智慧城市發展的最主要因素,藉由新的通訊技術來落實潔淨能源計畫、打造友善環境,實現節能減碳、垃圾減量的目標。相關應用包括垃圾車收集路線的最佳化、可縮短駕駛耗費時間尋找車位的智慧停車系統、排放量感測器,以及可依環境條件隨時調整亮度與開關的智慧路燈解決方案。
2. 公共安全:從交通路況的監控與回應,到主要幹道的照明與影像監控,其安全應用能降低犯罪率並減少交通事件的發生。
3. 節省成本:透過建置無線與定位技術,能大幅節省成本。例如裝設智慧裝置後可進行遠端監控,透過空中介面(FOTA)更新重要的安全功能與韌體,無需至現場更新裝置便可確保基礎架構安全性,能顯著降低維護費用。此外,量錶讀數亦可透過網路傳輸,無須派遣人員到場抄寫,節省可觀的人力成本。

以智慧量錶來說,可擷取並傳輸電力、瓦斯、自來水的使用量資訊,在遠端即時掌握效能、故障及停電訊息,省下技術人員到現場查驗的成本。智慧照明方面,透過在可調式智慧路燈上安裝感測器,便能傳輸環境條件資料,藉此控制燈光的開關與亮度,達到節能減碳目的。例如濃霧時,路燈會比平常設定的時間更早打開;在偏遠地區,當有車輛通過,路燈即從省電模式自動調高亮度。

智慧交通管理則包含減少交通阻塞、避開免危險路段,或讓駕駛更快找到免費停車位等;而停車費與道路收費的自動支付,除便利使用者外,同時降低營運商的成本。又如,利用安裝在垃圾桶內的連網智慧感測器,能監控垃圾桶是否已滿,以最佳化垃圾車收集路線,進而降低排放量、節省燃料,也減少車輛耗損。

這些案例都需要智慧感測器的大規模部署,透過無線技術來監控城市的空氣品質與污染程度,即時回報關鍵訊息給相關機構人員,依此制定最佳決策。

NB-IoT技術建構智慧城市應用

要實現智慧城市應用,其關鍵性技術包括完備的定位、蜂巢式以及短距離無線電通訊解決方案,以建構智慧城市最重要的底層系統架構。在印度,由於政府積極推展智慧城市計畫,預計到2020年要在全印度建立100個智慧城市,基礎建設正朝低功耗廣域(LPWA)技術移轉。而新興的 NB-IoT技術提供了一個超低成本、低資料傳輸使用的平台,使小型、以電池供電的遠端裝置可連結上網,且這些裝置可長達十年無須充電,十分適合如公共事業量表、路燈、智慧停車以及道路收費等市政應用,使其運作更有效率。
 
最新的物聯網技術帶動了智慧量錶、智慧路燈、交通管理,以及環境監控等各種智慧城市應用。


u-blox與印度的IoT閘道器平台和無線模組供應商 Atoll Solutions合作,推出以LTE Cat M1和 NB-IoT模組為基礎的物聯網入門設計套件(starter kit),鎖定智慧路燈和智慧量錶等應用。此入門設計套件可同時支援NB-IoT (LTE Cat NB1) 和LTE Cat M1/NB1 模組,以加速IoT解決方案的開發,且能立即部署於智慧電網中,未來還將進一步擴展至完整的參考設計,並採用包括藍牙低功耗與GNSS模組等解決方案。

在歐洲,羅馬尼亞的 Flashnet公司也採用NB-IoT (LTE Cat NB1)模組,推出全球第一款窄頻連網智慧路燈控制系統inteliLIGHT,把智慧功能帶到新的及既有的路燈系統中。此計畫目前已部署於希臘主要電信業者 OTE集團位於帕特雷(Patras)市的電信網路上,未來也將開發相容於NB IoT標準的照明設備控制器。

NB IoT協訂鎖定低頻寬需求的物聯網應用,是智慧照明的理想選擇。作為LTE標準的一部分,NB IoT擁有既有LTE基礎架構的支援,可提供電信等級的可靠度與安全性,以及優異的滲透率與穩定性,目前已有 NB IoT模組可在精巧的LGA(平面網格陣列)封裝尺寸中,成功結合超低功耗以及寬廣的操作溫度範圍。

結語

全球都市化使建構智慧城市的需求大增,隨著各項通訊技術的日趨成熟,提供更有效的都市服務,讓智慧城市與智慧生活科技實際落地已不再是夢想。不管是各類應用或是基礎架構的部署,對設計人員、製造商來說都是全新的機會,透過建構完備的通訊連接技術組合,將可望滿足各種設計需求,協助業者利用堅強的技術、模組、軟體與生態系統,開發出更具效率的智慧城市應用,掌握物聯網時代下的新商機。
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