העיר החכמה המודרנית היא מערכת אקולוגית מונדסת להפליא שבה חיישנים, בקרים ורשתות נתונים מתאחדים לשיפור החיים העירוניים.מרכז לחזון זה הוא הצורך בפרוטוקול תקשורת אלחוטי שהוא ארוך טווח ויעיל כוח. Bluetooth 5.0, שוחרר על ידי קבוצת הריבית המיוחדת של Bluetooth (SIG) בשנת 2016, הפך לאפשרות יסוד עבור שאיפות אלה.

אפשרויות ל-Bluetooth 5.0's Key Advantages

לפני בחינה של השפעתה על תשתיות, יש צורך להבין את הקפיצה הטכנית Bluetooth 5.0 מייצג בהשוואה קודמיו, Bluetooth 4.2.השיפור המשמעותי ביותר הוא עלייה של פי ארבעה בטווח, הרחבת תקשורת אמינה לכ-240 מטרים (800 רגל) בתנאי פתוח, קו-of-of-sight.בסביבות עירוניות בעולם האמיתי עם מכשולים כמו קירות ותנועה, הטווח היעיל נשאר מרשים ביותר מ -40 מטרים, עדיין הרבה יותר מגרסאות קודמות.

מעבר לטווח, Bluetooth 5.0 מכפיל את מהירות העברת הנתונים מ 1 Mbps ל 2 Mbps, אשר קריטי להעברת עומסי תשלום גדולים יותר מחיישנים סביבתיים או עדכוני קושחה.התכונה הטרנספורמציה ביותר עבור ערים חכמות, עם זאת, היא התגברה שלה (FLT:0broadcast העברת יכולת תקשורת ספציפית FLT:1). 5.0 מגבירה את גודל החבילה מ -31 על ידי 255tes, המאפשרת ל-ידי מערכת נתונים מהירה יותר, אך היא מאפשרת גישה אוטומטית המכילה של מערכת אבטחה עצמית, אם כיפית (אורדמתאמת אישית, אם כי היא בעלת איכות גבוהה יותר, אם כי היא בעלת איכות גבוהה יותר, אם כי הוא מאפשר חיבור מאובטח יותר, אם כי הוא מסוגל יותר, כולל יותר, כולל של מערכת הפעלה אוטומטית, אם כי הוא מאפשר חיבור מאובטח יותר, כולל מערכת אבטחה גבוהה יותר של מערכת תקשורת יעילה יותר של מערכת תקשורת מוגבלת של מערכת תקשורת יעילה יותר, אם כי הוא מאפשר חיבור מאובטח יותר, אם כי הוא מאפשר חיבור מאובטח יותר, אם כי הוא מאפשר חיבור מאובטח יותר של מערכת תקשורת יעילה יותר של מערכת תקשורת מוגבלת יותר, כולל של מערכת תקשורת מוגבלת של מערכת תקשורת מוגבלת של 5.

פיתוח תשתיות העיר החכמה

לטווח הארוך יותר והודעות נתונים ללא חיבור של Bluetooth 5.0 יש יישומים ישירים ומעשיים על פני תחומים רבים בעיר חכמה.על ידי צמצום צפיפות נקודות גישה ושערים הדרושים, זה מוריד את העלות הכוללת של הבעלות על פריסות עירוניות.

מעקב תחבורה ציבורית

ערים המשתמשות ב- Bluetooth 5.0 עבור אוטובוסים ורכבת מעקב מחליפות מערכות ממסר בעלות רשת ספארית של מקלטים. Beacons להציב על כל מיקום שידור רכב ונתונים מסלול כל כמה שניות, כי האות יכול להגיע למקלטים הממוקמים בתחנות או על חוטי תנועה במרחק מאות מטרים משם, המערכת נותרה מבצעית גם במנהרות בעלות GPS או תחת מערפל כבד.

מערכות תאורה חכמות

רשתות תאורה רחוב מייצגות את אחד המקרים המשפיעים ביותר של שימוש.שער Bluetooth יחיד יכול לשלוט ולעקוב אחר אורות בתוך רדיוס באורך 200 מטר, ובכך להפחית באופן דרסטי את מספר מרכזי הבקרה הדרושים לקילומטר.כל מתקן אור פועל כמו גם צומת וגם חוזר ברשת מאפר, להבטיח פקודות propagate אפילו סביב פינות. כאשר בשילוב עם אור מסובך, מערכת חיישנים יכול להגיע ממרחק של 60 שעות של אנרגיה.

משככי כאבים

איסוף פסולת בערים גדולות תוכנן היסטורית על מסלולים קבועים, ללא קשר לרמות מילוי בפועל. Bluetooth 5.0 חיישנים משובצים במזיקים ובבתים לשדר נתונים ברמת מילוי על פני מרחקים מורחבים ללוחם ענן מרכזי, כי החיישנים צורכים רק מיקרו-דגמיות של כוח במהלך שידור, סוללה חד-תא יכולה לכפות אותם במשך שנתיים עד שלוש שנים, משאיות איסוף נשלחות רק כאשר מכולות מגיעות, צמצום צריכת הדלק ומיזוג של צינורות כגון Bluetooth, כמו שערות רשת Bluetooth, כמו גם עם צמיגים קלים יותר, כמו Bluetooth, או יותר, או יותר, כמו Bluetooth, או יותר, או יותר, או יותר, כמו גם כן, כמו גם עם סוללות Bluetooth, או יותר, כמו גם כן, או יותר, כמו טלוויזיות Bluetooth, או יותר, או יותר, או יותר, או יותר, או יותר, או יותר, או יותר, או יותר, או יותר.

פיקוח סביבתי

ניטור זיהום אוויר ורעש חיוני לבריאות הציבור, אך מבחינה היסטורית דורש תחנות יקרות, חוטיות. Bluetooth 5.0 חיישנים מאפשרים רשת מבוזרת, בעלות נמוכה. יחידות קטנות המצורפות למנורות או חזיתות בנייה שידור חומר חלקיקים (PM2.5, PM10), חנקן דו חמצני ורמות דה-הבל כל כמה דקות.טווח הארוך מאפשר מקלט מרכזי אחד לאסוף נתונים מחוספס עיר שלם.

פתרונות ניהול חנייה

עומס עירוני מחמיר על ידי נהגים המדפים עבור חניה. Bluetooth 5.0 ב-ground חיישנים לזהות נוכחות או היעדר רכב שידור הסטטוס על פני מרחקים ארוכים. כי המטען שידור הוא קטן, חיי הסוללה של חיישנים אלה מוטבעים יכול לעלות על חמש שנים. מערכות חניה עירוניות מצטברות נתונים אלה כדי להנחות נהגים זמין באמצעות יישומים ניידים או חתימה דינמי.

קישוריות מוגברת ומחמת רשת

השיפורים של Bluetooth 5.0 הם הכרחיים עבור ה-FLT המתעורר:0 Bluetooth MeshcioFLT:1 סטנדרטי. Mesh רשתות מאפשר מכשירים להעביר הודעות אחד לשני, עקיפה את הצורך במרכז העיר החכמה, רשת של 1,000 זרמי רחוב יכול לארגן את עצמם.

יתר על כן, Bluetooth 5.0 מציגה את תקן השגיאה קדימה כדי להרחיב את טווח הנתונים הנמוכים (125 kbps או 500 kbps) במצב זה, תקשורת היא אפשרית במרחק של 1 ק"מ באוויר הפתוח.זה שימושי במיוחד עבור משואות נתונים נמוכים (125 kbps או 500 kbps) במצב זה, תקשורת היא אפשרית במרחק של 1 ק"מ אוויר פתוח.

אנרגיה וקיימות

צריכת האנרגיה הנמוכה של Bluetooth 5.0 תואמת את מטרות הקיימות הליבה של פרויקטים עירוניים חכמים.מכשירים שפועלים ב- Bluetooth 5.0 יכולים לפעול במשך שנים על סוללה של כפתור אחד בלבד.יש לזה יתרון כפול: צמצום הפסולת האלקטרונית מסוללות מחוספסות ועלויות תחזוקה נמוכות יותר עבור העיר.לדוגמה, טמפרטורה וחיישן לחות בפארק ציבורי יכול להעביר נתונים כל 15 דקות עד ארבע שנים לפני הדורשות החלפת עיר.

יתר על כן, הפרוטוקול כולל:0 (Power ControlFIRLT:1 ו-FLT:2LE Channel ClassificationFLT 3: 3 תכונות (המונעים בגרסאות מאוחרות יותר אך מושרשים ב- 5.0) אלה מאפשרים למכשירים להתאים באופן דינמי את הכוח בהתבסס על המרחק למקבל. חיישן קרוב לשער ישתמש פחות כוח, בעוד שאחד רחוק יתאים את התפוקה הזו, תוך שמירה על מזערית של אנרגיה תוך שמירה על קשר מינימלי.

אתגרים נוספים

בעוד היתרונות של Bluetooth 5.0 ברורים, שילוב זה לתוך תשתיות העיר הקיימות מציג את המכשולים. תאימות FLT:1 נשאר דאגה: חיישנים מורשת ומקבלים התומכים רק Bluetooth 4.x לא יכול למנף את טווח חדש ותכונות פרסום.עיריות חייב לתכנן גלגולי רולס, שבו מכשירים חדשים 5.0 coexist לצד ציוד ישן יותר באמצעות כפולמונאליים, מקלט Bluetooth עדיין יכול לחבר את תקן 4.0 אבל עדיין לא יכול להמשיך להתחבר יותר מאשר Bluetooth.

(FLT:0) סודיותFLT:1 , הוא נושא נוסף דוחק.טווח מורחב של Bluetooth 5.0 פירושו תוקף יכול גם ליירט אותות מרחוק יותר.הסטנדרט כולל AES-128 CCM הצפנה לחיבורים מאובטחים, אבל חבילות פרסום שידור לעתים קרובות unencrypted. עבור יישומים קריטיים כמו בקרת אור תנועה או התראות בטיחות הציבור, ערים צריכות להשתמש הצפנה נוספת של יישומים ואימות מוכוון יותר.

(FLT:0) התערבות רדיובית (RadioהתערבותFLT:1) הוא החמיר בסביבה עירונית צפופה. Bluetooth פועל ב-2.4 GHz ISM הלהקה לצד Wi-Fi, Zigbee, ומכשירים אחרים.תדירות הסתגלותית, שהוצגה בגרסאות קודמות, מסייע להפחית את ההתנגשויות, אבל מהנדסים חייבים לתכנן בקפידה הקצאת ערוצים ולהתקין מסננים באזורי גומלין גבוהים כגון תחנות תחבורה או מחוזות מסחריים.

(FLT:0)Standardization ו- InteroperabilityFLT:1) על פני ספקים שונים נותרים עבודה התקדמות. Bluetooth SIG הגדיר פרופילים עבור יישומי ערים חכמות, כגון פרופיל הסביבה ופרופיל חיישן הבריאות הגנרי.ערים צריכים להתעקש על מוצרים אשר מוסמכים נגד פרופילים אלה כדי למנוע מנעול-אין ולהבטיח שילוב חלק.

מחסומים אמיתיים ומקריות

כמה ערים כבר החלו לרתום את Bluetooth 5.0 עבור פרויקטים של תשתיות.InfLT:0 , דנמרקirFLT:1, העיר תרמה Bluetooth 5.0 משואות באוטובוסים ציבוריים ותחנות שיתוף אופניים.The Beacon מאפשרות לתושבים לקויים מבחינה ויזואלית לקבל הוראות ניווט של תפנית על הטלפונים החכמים שלהם באמצעות יישומים ייעודיים.הטווח המורחבת מבטיח כי משואה בתחנת אוטובוס מכסה את האזור כולו, לא רק קרוב לסימן מיידי של החתת של הטלת סימן הסמארטפון.

העיר (FLT:0)Tamagavi, יפן קיד 1 (יפן) השתמשה ברשתות Bluetooth 5.0 כדי לשלוט על יותר מ 40,000 זרמי רחוב.התצורה של Mesh אפשרה לעיר להפחית את מספר שערי השליטה ב-80% בהשוואה למערכת הקודמת מבוססת Wi-Fi.החיסכון באנרגיה דווח ב -50%, עם עלויות תחזוקה צנחות כי ה- mesh יכול להיות בעל עוצמה כאשר אור נכשל.

ב-FLT:0 ,Las Vegas, נבדה FLT:1, רשות התחבורה התקינה חיישני Bluetooth 5.0 בצומת כדי לפקח על תעבורת הולכי רגל ולהתאים באופן דינמי את תזמון האותות.המערכת משתמשת בטווח הארוך יותר כדי לכסות את כל ההולכים שלמים מ חיישן חד-פעמי יחיד בעל כורך.על-ידי דוחות העיר, הולכי רגל מופחתת עד 30%, והעיר הרחיבה כעת את המערכת ליותר מ צומת דרכים אלה.

אפשרויות ל- Bluetooth 5.1/5.2/5.3 ומעבר

Bluetooth הניח את היסודות, אך מאוחר יותר תיקונים ניתחו את יכולותיה עבור יישומים עיריים חכמים. Bluetooth 5.1 הציגה את ה-FLT:0 (Direction FindingFLT:1), המאפשר מקלט לחשב את זווית ההגעה (AoA) או זווית של יציאה (AoD) של פעולת Bluetooth-5.3, זה מאפשר דיוק מיקומי של תת-מטר, חיוני עבור דרך פנימית של מרכזי מעבר או בדיוק למעקב אחר מיקום של כלי רכב אלקטרוניים קצרים: 5.

במבט קדימה, Bluetooth לטווח ארוך צפוי להשלים 5G ו- LoRaWAN במקום להתחרות עם זה.עבור מכשירים גבוהים, קשרים נמוכים (כמו הזרמת וידאו ממצלמות אבטחה), 5G הוא עליון. עבור חיישנים אולטרה-נמוך כוח לשלוח כמה טריליון עליות ביום, LoRaWAN מציעה kilometer+ טווח.

התפקיד הגדל של Bluetooth ב-Smart City Ecosystems

טווח ארוך של Bluetooth 5.0 עבר את החישוב עבור מתכננים עיר חכמה.הטכנולוגיה מפחיתה עלויות תשתית, מרחיבה את חיי הסוללה עבור חיישנים בלתי מופעלים, ומאפשר קטגוריות חדשות של יישומים מ ניטור פסולת לבטיחות הולכי רגל.בעוד אתגרים כמו אבטחה ואינטגרציה נמשכים, הם מנוהלים עם תכנון קפדני ודבקות לסטנדרטים.ההשפעה המצטברת של רשתות BLE אלה תהיה סביבה יותר רופפת, עשירה בנתונים שיכולה להגיב לצרכים של אזרחים אמיתיים של אזרחים שלה.

כמו ספקי Bluetooth SIG ותעשייתיים ממשיכים לדחוף את יכולות הפרוטוקול, החזון של קישוריות חלקה באמת, עיר-רחבה גדל קרוב יותר.עבור רשויות עירוניות המבקשות לחדש את השירותים שלהם ללא עלויות מזיקות, Bluetooth 5.0 מייצג אחד היסודות האלחוטיים המעשיים, מדרגיים ועתידיים זמינים כיום.