W 2016 roku Holandia stały się pierwszym krajem na świecie, która pokryła się krajowej sieci internet rzeczy (Internet of Things, IoT). O tym, że stoimy na progu ery internetu rzeczy, nie trąbił chyba, że jest leniwy. Jednak z zapowiedzi operatora KPN, który polecił zbudować tę samą sieć w “kraju tulipanów”, naprawdę nie jest jasne, co dokładnie się stało. A co najważniejsze – to, co jest wyjątkowego otrzymałeś нидерландцы, czego nie ma u innych mieszkańców planety (po podobną sieć uruchomiła i w Singapurze, więc takich krajów już co najmniej dwóch), i dlaczego nas tu na Ukrainie, warto czy nie warto – tego chcieć.
O możliwości Holandii w naszej przestrzeni informacyjnej słychać niewiele. Tak, internet rzeczy, tak, pierwszy na świecie bezzałogowy autobus, “inteligentne” (choć raczej “zielony”), ścieżki dla rowerzystów i kierowców. Tak, inkubatory dla firmach i pociągi, które są w pełni przeszły na energię wiatru. Ale to tylko okruszyny, za którymi nie widać głównego – Holandia tak długo i mocno nierdzewnej tech, wygodne i przyjazne w stosunku do wszystkich obywateli i gości, a nie tylko polityków i oligarchów, jak u nas, że oni nawet nie widzą sensu się tym pochwalić. Prawdopodobnie dlatego, że jest praktycznie nie do znalezienia w internecie informacje o tym, jak rozegrać teraz odbywa się zarządzanie kanałami, pociągami i bagażem na głównym lotnisku w kraju. Ale to nie znaczy, że jest pusty i nieciekawy pomysł.
O co chodzi
Zakłada się, że poważnie internet rzeczy będzie się rozwijać już w erę 5G – standard, który znajduje się w fazie rozwoju i testów (w co nawet Ukraina bierze udziału). Sieci tego pokolenia zapewnią wystarczającą pojemność i wydajność energetyczną do pracy sterty czujników, “inteligentnych” budynków mieszkalnych i miejskich urządzeń i innych podmiotów internetu rzeczy. Ale to nie znaczy, że do 5G życia w tym segmencie nie będzie. Już teraz wiele bankomatów jest podłączony do internetu przez operatora sieci, “inteligentne” światła, miejskie oświetlenie, windy, sprzęt medyczny. Do tego wszystkiego wystarczy 2G do przesyłania pakietów danych. Ale sieci drugiej i trzeciej generacji – nie gumowe i są przeznaczone na inne zadania. Stworzone są dla ludzi. Plus bardzo nie энергоэффективны, co jest kluczowe dla internetu rzeczy, to jest jedna rzecz – ładować smartfon raz na dwa dni, więcej – wymieniać baterii w czujnikach na polach lub w фурах, powiedzmy, raz na miesiąc-dwa.
Zdajemy sobie sprawę z niedoskonałości istniejących sieci, kilka firm z branży IT stworzyliśmy LoRa Alliance (w jego skład wchodzą dostawcy, operatorzy, firmy IT, pełna lista). Sojusz zajmuje się opracowywaniem standardu, uwzględniającego potrzeby internetu rzeczy. A mianowicie – przesyłania małych ilości danych na duże odległości (internet rzeczy – to przede wszystkim b2b-historia, w “polach” ważne jest, aby pokrywać mniejszą ilością stacji duże odległości) i efektywnego zużycia baterii urządzenia. Takim standardem stał się LoRa. Jest również nazywany LPWAN lub LoRaWAN (pierwszy termin opisuje radio warstwę, drugie dwa – protokół komunikacji i architekturę systemu sieci). Właśnie taką sieć zbudował operator KPN w Holandii na tych samych przekaźnikach sieci telefonii komórkowej, w uzupełnieniu do istniejących sieci.
W Wikipedii jest świetny schemat, który wyjaśnia specyfikę istniejących standardów transmisji danych i pokazuje miejsce LoRa wśród nich.
Jak działa sieć LoRa
LoRa to skrót od Low Range, czyli niski zakres. Odpowiednio, sieć pracuje w dolnym zakresie częstotliwości, co zapewnia najlepszy zasięg pokrycia przy minimalnej liczby stacji bazowych. Standard działa wyłącznie w нелицензируемых zakresach widma, tak назваемых ISM (przemysłowe, naukowe, medyczne). Takie widma mogą być używane pod LoRa w różnych krajach świata.
LoRa, używając CSS-modulację (Chirp Spread Spectrum), które stosuje się również w wojskowej i kosmicznej branżach. Faktycznie, krajowa sieć internet rzeczy w Holandii – to pierwszy przykład jej komercyjnego wykorzystania.
LoRa, choć nie jest telefonii komórkowej w naszym tradycyjnym rozumieniu (czyli nie można kupić kartę SIM i podłączyć do niej swój telefon), działa ona na tej samej zasadzie. Dane z czujników w sieci są szyfrowane kluczem AES-128. Bardziej szczegółowy schemat pracy i niuanse techniczne opisane na stronie poświęconej tej normy.
[media-credit name=”Wikipedia” align=”aligncenter” width=”997″]
[/media-credit]
Szybkość transmisji danych w sieci LoRa wynosi od 300 b/s do 50 Kb/s, w miarę oddalania się od anteny spada, i może spaść do 11 Kb/z, czego, w rzeczywistości, i tak wystarczy do przesyłania niewielkich ilości danych.
Na terenie Holandii znajdują się setki anten, do których mogą się łączyć działające w odpowiednim standardzie czujniki. Zasięg anteny – do 15 kilometrów. Czujniki są podłączone do anten zgodnie z normą LoRa, ale anteny dalej do sieci – przez ponad standardowe interfejsy. To może być Ethernet lub sieć komórkowa za pomocą protokołu TCP/IP. Przez internet informacje z czujników wchodzi w “chmurze”, a stamtąd – na urządzenie użytkownika. Na przykład, w aplikacji mobilnej, gdzie wyświetlane są informacje o obiekcie. Ta, którą zbierają czujniki. Oto schemat działania (Actility – to firma, która świadczy usługi dostępu do sieci).
W zasadzie jedyną różnicą w tej schematu od poprzedniej – to jest to, co na niej widać, że Actility jest odpowiedzialny za serwer.
Zużycie energii urządzeń z obsługą LoRa minimalne. Czujniki pracujące w tym standardzie, w stanie wytrzymać na jednym ładowaniu 10 lat. Tylko wyobraź sobie, gdyby w takich czujnikach zainstalowany, na przykład, na statkach lub na lampach, bateria wymaga wymiany raz w miesiącu. Z trudem koszty na ich utrzymanie окупили się.
Jak korzysta z sieci do internetu rzeczy w Holandii
Mówiąc o uruchomieniu sieci, operator KPN dodał, że popyt w miastach pilotażowych (w Hadze i Rotterdamie) był ogromny, do sieci można podłączyć do 1,5 mln urządzeń. W komunikacie napisano, o nowych, fantastycznych możliwości automatyzacji nawadniania trawników, o cudownych antykradzieżowe czujnikach na rowery, które z łatwością będą chronić ulubione ruchomości holendrów. Niestety, firma nie prowadzi dane o tym, ile osób skorzystało z tej sieci do takich celów. I wygląda na to, że LoRa “wyleci” b2b w segmencie, bo właśnie tu era internetu rzeczy już nastąpiła. Poniżej przedstawiamy kilka udanych przypadków korzystania z sieci LoRa w Holandii.
“Inteligentne” zarządzanie kanałami
Holandia – kraj низинная. I duża ilość kanałów na jej terenie wykonują jedną funkcję – odprowadzają nadmiar wody z cenną terenie. Żegluga jest ważną częścią życia w Holandii. Aby romantyczny fleur amsterdam kanałów nie zabijali nieprzyjemne zdarzenia na wodzie, żeglugi trzeba efektywnie zarządzać. Jasna sprawa, że i przed pojawieniem się internetu rzeczy w kraju jakoś poradzili sobie z sądami na wodzie, ale nowe technologie otworzyły nowe perspektywy.
Firma Smartlog, specjalizująca się w internecie rzeczy dla firm, tworzy platformę automatyzacji i zbierania informacji. W portfolio Smartlog jest oprogramowanie zbiera dane o stanie kanałów w Amsterdamie z czujników w sieci LoRa. Wcześniej do tego samego celu wykorzystano czujniki radiowe. Blokują informacje o poziomie wody w kanałach i przekazuje ją organom nadzoru w czasie rzeczywistym. Jeśli poziom wzrośnie powyżej normy, otwierają się bramy do spustu wody. Tak w Amsterdamie zapobiegają zalania budynków mieszkalnych i sklepów w strefie ryzyka.
“Inteligentne” zarządzanie logistyką bagażu w porcie lotniczym amsterdam schiphol
Amsterdam Schiphol airport wdaję się w eksperymenty z LoRa wiosną 2016 roku, dosłownie jednym z pierwszych. Po pierwsze, w zarządzaniu odpadami komunalnymi, o czym będzie mowa poniżej. Po drugie, w śledzeniu bagażu. Niestety, więcej informacji o tym, jak działa historia z bagażem, nie. Ale jest film, który pokazuje “podróż” walizki od recepcji do odpowiedniej bramki. Schiphol – ogromne lotnisko, i jego system zarządzania bagażem jest bardzo trudne. Jest oczywiste, że tu bez czujników, które monitorują walizki na drodze, można je potem długo szukać, jeśli coś pójdzie nie tak.
Monitorowanie przełączania zwrotnic na pkp-z dworca kolejowego w Utrechcie
Czujniki LoRa są używane na stacji centralnej miasta Utrechtu do monitorowania przełączania zwrotnic dla pociągów. O procedurze nie ma również informacji w otwartych źródłach (w każdym razie w języku angielskim), ale ryzykujemy przypuszczać, że chodzi o to, aby kontrolować, że zmiany zachodzą, zbierać statystyki i zrozumieć, w jakiej pozycji strzałki znajdują się w każdej konkretnej chwili.
“Mądry” rowerowa zamek Mobilock i “mądra” wynajem rowerów
Rowery – najbardziej popularny osobisty transport w Holandii. I kradną ich tam z niezwykłą regularnością. Operator KPN wprowadziła “противоугонный” rowerowa zamek z obsługą standardu LoRa w marcu 2016 roku. Na krótko przed wdrażania sieci internet rzeczy na terenie całego kraju.
Mobilock daje możliwość wypożyczyć rower w jednym kliknięciem za pośrednictwem aplikacji. Do tego trzeba mieć konto w serwisie. Mobilna aplikacja pokazuje zalogowanych użytkowników dostępne rowery w pobliżu. Można je rezerwować i odbierać, płaci czynsz za pośrednictwem aplikacji. Zostawić rower też jest trudne. Wystarczy znaleźć odpowiedni parking w mieście – i kliknąć w programie przycisk. Ten film pokazuje Mobilock w akcji.
Według operatora, na zamek wpłynęło wiele wniosków od strony usług wypożyczalni rowerów. Mobilock pozwala śledzić dokładną lokalizację transportu i nazwisko osoby, która w danym momencie korzysta. Oddzielny GPS nie jest potrzebny, więc koszty baterii urządzenia minimalne.
“Mądra” utylizacja odpadów
Firma Suez, która zajmuje się utylizacją odpadów w Holandii, również udała się do pomocy LoRa w celu kontroli swoich procesów. Suez wyposażone w czujniki pojemniki z różnymi rodzajami odpadów medycznych, poufne i szkodliwe. Informacje o ich przenoszenia od obiektu, który stworzył odpadów do miejsca utylizacji będzie Suez i bezpłatnie klientom firmy. Tym kontrolę ważny z wielu powodów: w celu, aby upewnić się, że procedura utylizacji została przeprowadzona, aby móc zgłosić za wynik przed organami, które ma prawo kontrolować działalność spółki.
Jeśli chodzi o zwykłych odpadach, czujniki na zbiornikach wykonują i najbardziej oczywistą funkcję – sygnalizują o tym, że są one wypełnione danego serwisu. Pozwala to bardziej efektywnie, ale z mniejszymi kosztami dbać o czystość w mieście.
Czujniki wyposażone i samochody, które zbierają pojemniki z odpadami. Przekazują informacje na temat stopnia ukończenia usług, które nimi sterują. Pozwala to lepiej kontrolować proces sprzątania, prognozowanie zapotrzebowania na usługi i zbierać duże dane o sytuacji z odpadami w mieście czy nawet kraju. W perspektywie na podstawie tych danych, – podjąć decyzję o tym, jak można zmienić sytuację na lepsze.
W końcu
Internet rzeczy w obecnej formie to przydatne narzędzie dla firm, który pozwala zebrać ogromną ilość informacji bez ludzkiego udziału, w odpowiednim czasie reagować na niepokojące objawy. W tak duży i agrarnej kraju, jak Ukraina, podobne sieci super przydatne w rolnictwie i logistyki minimum. Trudno wyobrazić sobie przeciętnego ukraińca, настраивающего automatyzacji nawadniania trawnika lub przyjmujący do wynajęcia rowerów, bezpieczny inteligentny zamkiem. Ale to nie znaczy, że w naszym kraju nie ma jeszcze duże potrzeby w technologiach, takich LoRa. Pozostaje mieć nadzieję, że w zakresie wdrażania 5G Ukraina nie będzie w taki sam sposób, jak z 3G.