IoT Entwicklung bahnbrechender und umfassender Smart-City-Lösungen

Die Auswirkungen des Internets der Dinge auf die moderne Gesellschaft dürfen nicht unterschätzt werden. Auf die eine oder andere Weise hat es uns ermöglicht, uns mit unseren Geräten und unserer Umgebung zu verbinden. Durch den Einsatz dieser Technologie streben Städte nun danach, „intelligent“ zu werden, anstatt nur als entwickelt bezeichnet zu werden.

Smart-City-Lösungen des IoT konzentrieren sich auf die Entwicklung von Städten der Zukunft, die die wirtschaftliche Entwicklung fördern, Infrastruktur und Umwelt verbessern und öffentliche Vermögenswerte digital optimieren. Eine Smart City ist eine Sammlung von Milliarden intelligenter Geräte, die Informationen über ein weites Netzwerk sammeln und teilen, das über eine Stadt verteilt ist. Diese intelligenten Geräte teilen Daten miteinander und koordinieren sich entsprechend, um den Lebensstil der Bürger zu erleichtern.

Städte nutzen jetzt Verarbeitungskapazitäten, um den Verkehrsfluss zu verwalten, den Versorgungsbetrieb zu optimieren und automatisierte Dienste für die Zivilbevölkerung zu entwickeln. Das IoT hat verschiedene Stadtbetriebe in Bezug auf die Datenerfassung und -verarbeitung mit Hilfe verschiedener sensorischer Geräte definitiv verbessert.

Tatsächlich wird es laut einem Gartner-Bericht bis Ende 2020 mehr als 20 Milliarden vernetzte Geräte geben. Durch den Einsatz dieser Geräte werden die Smart Urban Services schätzungsweise die 400-Milliarden-Dollar-Marke pro Jahr überschreiten. Lassen Sie uns einige Komponenten untersuchen, die Smart Cities dabei helfen, dieses Kunststück zu erreichen.

1) Intelligente Infrastrukturen:

Smart-City-Lösungen beinhalten die Nutzung intelligenter städtischer Infrastrukturen, die den Lebensstil der Bürger erleichtern. Nachfolgend sind einige der intelligenten Infrastrukturen aufgeführt, die in Smart Cities weit verbreitet sind.

Intelligente Straßen:

Intelligente Straßen beinhalten den Einsatz von Sensoren und IoT-Technologie, die das Fahren einfacher und sicherer machen. Diese Straßen versorgen Fahrer mit Echtzeitinformationen über Wetter und Straßenbedingungen. Sie können Autofahrern auch dabei helfen, einen freien Parkplatz zu finden und Unfälle zu vermeiden, indem sie Autofahrer auf eingehenden Verkehr aufmerksam machen. Diese Straßen sind besonders nützlich auf Bergstraßen, auf denen Erdrutsche häufig vorkommen. Straßen, die mit Lademöglichkeiten für Elektrofahrzeuge ausgestattet sind, können mit Hilfe elektromagnetischer Effekte auch darüber fahrende Elektrofahrzeuge aufladen.

Intelligente Lichter:

Intelligente Lichter ermöglichen es Städten, die Beleuchtung an verschiedenen Orten basierend auf den Beleuchtungsanforderungen sicherzustellen. Diese Lichter werden mit Solarenergie betrieben und gewinnen so tagsüber Energie. Intelligente Straßenlaternen sparen Energie, indem sie sich nur dann einschalten, wenn ein Fahrzeug oder eine Person in ihrer Nähe vorbeifährt. Sie reduzieren auch den Energieverbrauch, indem sie das Licht in Bereichen mit geringer Belegung wie Parkplätzen dimmen.

Smartes Parkmanagement:

Unterirdische Fahrzeugerkennungssensoren haben die Entwicklung intelligenter Parkmanagementsysteme ermöglicht. Diese Systeme helfen Autofahrern, einen freien Parkplatz in einem Einkaufszentrum oder Stadtzentrum sofort zu erkennen. Ein zentrales Parkleitsystem nutzt lokale Signalprozessoren in Parklücken und übermittelt eine freie Parkfläche an das nächste Fahrzeug. Dadurch werden Staus auf Parkplätzen reduziert, die Fahrzeugemissionen gesenkt und der Stress reduziert, dem ein Fahrer beim Parken eines Fahrzeugs ausgesetzt ist.

Intelligente Verkehrssignale:

Intelligente Ampeln sind Teil des CV2X-Netzwerks (Cellular Vehicle to Everything). Durch die Nutzung dieses Netzwerks bleibt eine Ampel jederzeit in Kontakt mit den vernetzten Autos. Autos senden Echtzeitinformationen an diese Ampeln und ermöglichen es ihnen, die Lichter je nach Verkehrslage zu schalten. Dies vermeidet Staus von Fahrzeugen auf den Kreuzungen und ermöglicht einen reibungslosen Verkehrsfluss in einer Stadt.

Schnelle Transaktionen:

Die IoT-Technologie hilft Dienstanbietern, einen reibungslosen Kundenfluss aufrechtzuerhalten, indem Rechnungen sofort berechnet und Geld aus ihren Smart Wallets abgewickelt werden. Beispielsweise kann eine Smart-Contract-IoT-Lösung für Zapfsäulen den Wert des von einem Fahrzeug verbrauchten Kraftstoffs berechnen und Geld von den E-Wallets des Fahrzeugbesitzers abziehen, nachdem er die Tankstelle verlassen hat.

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2) Intelligente Gebäude:

Sogar Gebäude werden mit der Implementierung des Internets der Dinge intelligent. Intelligente Gebäude reduzieren den Energieverbrauch und erhöhen die Sicherheit in ihrer Struktur. Verschiedene IoT-Systeme stellen auch die ordnungsgemäße Wartung seiner Anlagen sicher und unterstützen die allgemeine Gesundheit seiner Umgebung. Einige dieser Systeme sind:

Energieüberwachungssysteme:

IoT-Energieüberwachungslösungen ermöglichen die Überwachung des Energieverbrauchs der Geräte in einem Gebäude in Echtzeit. Anhand dieser Informationen können die Gebäudebehörden den Stromverbrauch optimieren und Stromrechnungen senken.

Wasserstandsüberwachungssysteme:

Intelligente Gebäude können durch die Verwendung eines Wassertank-Füllstandsüberwachungssystems eine optimale Menge an benötigtem Wasser als Puffervorrat aufrechterhalten. Dieses drahtlose Tankfüllstandsüberwachungssystem alarmiert die Gebäudemitglieder, wenn der Wasserstand unter die Schwelle sinkt. Durch die Einbettung dieses Systems mit TDS-, pH- und anderen Sensoren kann auch die Wasserqualität genau geschätzt werden. Dies gibt den Gebäudemitgliedern genügend Zeit, ihre Gemeinde oder einen Wassertankwagenanbieter anzurufen, bevor das Wasser ausgeht.

Sicherheits- und Sicherheitssysteme:

Zu diesen Systemen gehören Geräte wie Biometrie, IP-Überwachungskameras und drahtlose Alarme. Diese Sicherheitssysteme verhindern den Zutritt unbefugter Personen in das Gebäude und ermöglichen eine Fernüberwachung des Gebäudes. Durch die Verwendung der Perimetersicherheits- und Zugangskontrollsysteme kann der Zugang zu sensiblen und persönlichen Bereichen eingeschränkt werden. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls und hilft auch bei der Identifizierung von Personen an nicht autorisierten Orten des Gebäudes.

3) Intelligente Automobile:

Die Vorteile, die IoT im Automobilbereich bringt, sind einfach vorbildlich. IoT Automotive hat bei der Entwicklung moderner Infotainmentsysteme und prädiktiver Analysefähigkeiten geholfen. Die größten Anwendungen intelligenter Automobile sind jedoch vernetzte Autos und Flottenmanagement.

Vernetzte und autonome Fahrzeuge:

Der Markt für Connected Cars boomt kontinuierlich. Schätzungen zufolge wird die Gesamtzahl der vernetzten Fahrzeuge im Jahr 2020 mehr als 250 Millionen betragen. Ein vernetztes Auto oder Fahrzeug ist Teil eines CV2X-Netzwerks, das es ihm ermöglicht, sich mit anderen Autos, Fußgängern und Infrastrukturen zu verbinden.

Dieses Netzwerk teilt Informationen über Verkehr, Unfälle sowie Wetter- und Straßenbedingungen mit seinen Fahrzeugen, sodass sie den kürzest möglichen Weg nehmen können, um ihr Ziel zu erreichen. Das Netzwerk warnt den Fahrer auch in Echtzeit über Ampeln an der nächsten Kreuzung, Mautstellen und nützliche Orte in der Nähe wie Tankstellen und Restaurants.

Fahrzeuge mit autonomen Fähigkeiten können auch teilweise die Kontrolle über das Fahrzeug übernehmen, um den Fahrern zu helfen, durch den Verkehr zu gleiten. Das vernetzte Ökosystem zwischen vernetzten Autos und Infrastrukturen wird dazu beitragen, Verkehrsstaus in intelligenten Städten zu vermeiden und den schnellen Verkehrsfluss auf intelligenten Straßen zu regulieren.

Fahrzeugverfolgung und Flottenmanagement:

Flottenverfolgungslösungen werden von Flottenbetreibern und -managern verwendet, um ihre Flotten-Lkw und -Schiffe zu verfolgen. Dieselben GPS-Flottenmanagementlösungen können von Notfallbehörden in einer Stadt verwendet werden, um die öffentliche Sicherheit herzustellen. Polizeieinheiten können dieses System verwenden, um gestohlene Fahrzeuge aufzuspüren, während Krankenwagen und Feuerwehrautos es verwenden können, um ein brennendes Fahrzeug so schnell wie möglich zu erreichen.

Flottenmanagementlösungen verbessern auch die Kurierzustellung in Smart Cities. Ein Flottenmanager kann seine LKW- und Schiffsflotte verfolgen, um sicherzustellen, dass die Fracht in jeder Phase des Transports sicher und geschützt ist. Ein Zusteller kann sich auch mit dem Smart-City-Netzwerk verbinden, um die Adresse des Paketempfängers und die kürzeste Entfernung dorthin zu ermitteln.

4) Effiziente Energieverteilung und -erzeugung:

Smart Cities können nicht als smart bezeichnet werden, wenn sie nicht rund um die Uhr mit Strom versorgt werden. Smart Grids und Smart Meter nutzen die Möglichkeiten des Internets der Dinge, um die Schaffung eines robusten T&D-Systems (Übertragung und Verteilung) zu ermöglichen. Darüber hinaus ermöglicht IoT den Stromerzeugungsunternehmen, ihre Energieerzeugungsprozesse zu optimieren, um den sich ständig ändernden Anforderungen der Endverbraucher gerecht zu werden.

Ausrüstungsverwaltung:

Eingebettete IoT-Sensoren ermöglichen Versorgungsunternehmen, die Leistung von Kraftwerken und anderen Anlagen wie Transformatoren zu verfolgen. Diese Informationen können verwendet werden, um die Ausrüstung sowohl in ihrer Betriebszeit als auch in ihrer Ausfallzeit zu verwalten. Eine Warnung wird an die Behörden gesendet, um Geräte zu ersetzen oder zu reparieren, falls sie unerwartet ausfallen. Dadurch kann der Stromversorger schnell CBM (zustandsbasierte Wartung) an Anlagen durchführen und eine ununterbrochene Stromversorgung in der Stadt aufrechterhalten.

Diebstahlerkennung und dynamische Abrechnung:

Smart Grids mit IoT-Fähigkeiten bilden ein Netzwerk, das es Stromversorgern ermöglicht, den Stromfluss zu verfolgen. So wird es für die Behörden einfacher, Stromdiebstahl durch Abhören zu identifizieren. Intelligente Zähler zusammen mit diesem Netzwerk ermöglichen es den Energieversorgern auch, den Stromverbrauch von Haushalten in Echtzeit zu verfolgen. Somit können die Versorgungsunternehmen die Häuser täglich abrechnen, wodurch jegliche Möglichkeit einer betrügerischen Abrechnung ausgeschlossen wird.

Management erneuerbarer Energien:

Die Entwicklung von Elektrizität durch nicht erneuerbare Energiequellen führt zu Umweltverschmutzung in der Stadt. Erneuerbare Ressourcen sind jedoch vollständig von den Wetterbedingungen abhängig, was sie in ihrer Natur variabel macht. IoT nutzt ein intelligentes Übertragungssystem und ermöglicht das automatische Umschalten zwischen nicht erneuerbarer und erneuerbarer Stromversorgung. Dies ermöglicht die Nutzung erneuerbarer Energien bei geeigneten Wetterbedingungen und reduziert so die Umweltverschmutzung in den Städten.

Umleitung und Wiederherstellung der Versorgung:

Übertragungsleitungen brechen oft aufgrund von Wetteränderungen und Überlastung. In solchen Fällen kann ein Standort in einem Blackout bleiben, bis der Fehler erkannt und behoben wird. Um solche Situationen zu überwinden, kann ein intelligentes Übertragungssystem einen anderen Weg finden, um den Stromausfall in der Stadt mit Strom zu versorgen, bis der Fehler behoben ist.

5) Intelligente Farmen:

Das Aufkommen des IoT in der Landwirtschaft gilt als vierte landwirtschaftliche Revolution. Smart Farms werden die wirtschaftliche Stabilität der Smart Cities unterstützen und dem Agrarsektor zusammen mit der sich ständig verbessernden städtischen Infrastruktur einen Boom ermöglichen. Zwei der häufigsten Anwendungen von Smart Farms sind:

Pflanzenmanagement:

Das Pflanzenmanagement umfasst die Überwachung verschiedener Parameter wie Wetter, Boden, Schädlinge und der Kultur selbst. Verschiedene IoT-Sensoren, die tief in die Farm eingebettet sind, ermöglichen es einem Landwirt, diese Parameter im Auge zu behalten. Dies hilft dem Landwirt, einen guten Ertrag an gesunden Pflanzen zu produzieren.

• Wetterüberwachung:IoT-Sensoren zur Wetterüberwachung erkennen plötzliche Änderungen der Klimabedingungen, sodass Landwirte ihren nachfolgenden landwirtschaftlichen Prozess entsprechend planen können.

• Schädlingserkennung:Schädlingserkennungssensoren ermöglichen es Landwirten, den Einsatz von Pestiziden basierend auf der Art und Anzahl der auf dem Feld vorhandenen Schädlinge zu optimieren.

• Bodenüberwachung:Bodenbedingungen wie Feuchtigkeit, Temperatur und Nährwert können mit verschiedenen Bodenüberwachungssensoren gemessen werden.

Viehhaltung:

Auch für Landwirte ist das Management der Tiergesundheit wichtig. Durch die Verwendung von GPS-Trackern kann ein Viehzüchter jederzeit die Standorte seiner Rinder überwachen. Die Geofencing-Technologie kann auch vom Viehzüchter verwendet werden, um eine Warnung zu erhalten, wenn seine Rinder die Umgebung der Farmen/Weideflächen überqueren. Zuchtmuster und Gesundheit der Rinder können auch durch die Verwendung verschiedener Sensoren vorhergesagt werden, die Gesundheitsparameter wie Herzfrequenz und Temperatur überwachen.

6) Intelligente Abfallwirtschaft:

Statistiken besagen, dass in Städten etwa 4,6 kg feste Abfälle pro Kopf anfallen. Um diese riesige Abfallmenge zu sammeln und zu verwalten, bietet das Internet der Dinge bahnbrechende intelligente Abfallmanagementlösungen. Diese Lösungen unterstützen Kommunen dabei, die Kosten für die Müllabfuhr zu senken, das Überlaufen von Müll in Mülltonnen zu reduzieren, die Menge der Abfallerzeugung durch Analysen vorherzusagen und die Manifestation schädlicher Krankheiten und Gase zu verhindern.

Das intelligente IoT-Abfallmanagementsystem ermöglicht es Kommunen, die Müllmenge in den Mülleimern zu überwachen und ihnen zu ermöglichen, sie zu erreichen, bevor sie mit Müll überlaufen. Die Behälter sind mit Sensoren ausgestattet, die die Gemeinden kontinuierlich über ihren Füllstand und Standort informieren. Dadurch können die Behörden den kürzesten Weg nehmen, um die Tonnen zu erreichen, bevor sie überlaufen.

Smart Waste Management-Systeme ermöglichen es Abfallentsorgern, ihre Betriebskosten zu senken, die Abfallsammlung zu optimieren und die Umweltintegrität zu wahren, um das Leben in Smart Cities zu optimieren.

SCHLUSSFOLGERUNG:

IoT-Sensoren und fortschrittliche Telemetriefunktionen dienen als Grundlage für die Implementierung von Smart-City-Lösungen und ermöglichen den Bürgern, einen digital optimierten Lebensstil zu erleben. Diese Lösungen befähigen Städte, ihren täglichen Betrieb zu verbessern, und verbessern die Art und Weise, wie Menschen mit der städtischen Infrastruktur interagieren.

Verschiedene Anwendungen dieser Lösungen in Bezug auf Versorgungsunternehmen, Infrastrukturen und automatisierte Dienste optimieren Städte, um sicher, schnell, luxuriös und intelligent zu werden. Mit zunehmender Akzeptanz des IoT in verschiedenen Bereichen werden Smart Cities das nächste große Ding sein.

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