Um mit der wachsenden Bevölkerung, der Überurbanisierung und der Globalisierung fertig zu werden und die wirtschaftliche und ökologische Stabilität zu gewährleisten, konzentrieren sich die Städte jetzt darauf, intelligente Städte zu werden. Smart City ist ein Konzept, bei dem Technologie und vernetzte Datensensoren eingesetzt werden, um die Infrastruktur und die Managementfähigkeiten der Stadt zu verbessern. Dazu gehören die Überwachung und Verwaltung von öffentlichen Einrichtungen, Verkehrssystemen, Bürgern, Kraftwerken, Wasserversorgung, Informationssystemen, zivilen Einrichtungen und anderen Gemeinschaftsdiensten.
Vernetzte Technologien und IoT-Lösungen spielen eine wichtige Rolle bei der Umwandlung von Städten in intelligente Städte. Die Umsetzung von Smart Cities mithilfe von IoT und vernetzten Technologien kann dazu beitragen, die Qualität, Leistung und Interaktivität der städtischen Dienste zu verbessern, Ressourcen zu optimieren und Kosten zu senken.
Schauen wir uns die verschiedenen Komponenten einer Smart City und ihre Rolle im IoT-Zeitalter an:
1. Intelligente Infrastruktur
Intelligente Infrastrukturen umfassen fortschrittliche vernetzte Straßen, intelligente Parkplätze, intelligente Beleuchtung und andere Verkehrsinnovationen. So funktionieren sie:
● Intelligente Beleuchtung: Mit intelligenter Beleuchtung können Stadtverwaltungen die Beleuchtung in Echtzeit überwachen, um eine optimale Beleuchtung zu gewährleisten und eine bedarfsgerechte Beleuchtung in verschiedenen Bereichen bereitzustellen. Intelligente Beleuchtung kann auch zur Tageslichtbeleuchtung und zum Energiesparen beitragen, indem sie die Beleuchtung in Bereichen dimmt, die nicht stark frequentiert werden, wie z. B. Parkplätze, Gemeinden und Straßen, und sie kann die Beleuchtung automatisch dimmen, wenn keine Menschen oder Fahrzeuge vorbeifahren.
● Vernetzte Straßen: Vernetzte und intelligente Straßen können Daten von Millionen von Geräten erfassen und Informationen und Dienste bereitstellen, einschließlich Informationen über Verkehr, Straßenüberlastung, Straßenbau und mehr. Dies hilft bei der effektiven Verwaltung von Ressourcen und Menschen, um den öffentlichen Verkehr und das Stadtbild zu verbessern.
● Intelligente Parkraumbewirtschaftung: Intelligente Parkraumbewirtschaftungssysteme können verwendet werden, um freie Parkplätze an verschiedenen öffentlichen Orten zu finden. Sensoren zur Erkennung von Bodenfahrzeugen in intelligenten Parkplätzen sind Kerntechnologien, die eine Schlüsselrolle bei intelligenten Parklösungen spielen, die es Autofahrern in Einkaufszentren und Stadtzentren ermöglichen, freie Parkplätze zu finden. Die drahtlosen Sensoren sind in die Parkplätze integriert und senden Daten über lokale Signalprozessoren an eine zentrale Anwendung zur Parkraumbewirtschaftung, die den Zeitpunkt und die Dauer der Nutzung des Parkplatzes erfasst. Intelligentes Parken kann Staus reduzieren, den Schadstoffausstoß von Fahrzeugen verringern, die Kosten für die Durchsetzung der Vorschriften senken und den Stress der Fahrer verringern. Um die Technologie des intelligenten Parkens effektiv einsetzen zu können, muss jedes Gerät eine zuverlässige Verbindung mit dem Cloud-Server herstellen.
● Vernetzte Ladestationen: Zur intelligenten Infrastruktur gehören auch Ladestationen in der ganzen Stadt, z. B. auf Parkplätzen, in Einkaufszentren und Gebäuden, an Flughäfen und Busbahnhöfen. Ladeplattformen für Elektrofahrzeuge können in das Internet der Dinge integriert werden, um den Ladevorgang zu optimieren und die Auswirkungen auf das Stromnetz zu verringern.
2. Intelligente Gebäude und Immobilien
Intelligente Gebäude nutzen verschiedene Systeme, um die Sicherheit des Gebäudes, die Wartung der Anlagen und die allgemeine Gesundheit der Umgebung zu gewährleisten.
● Sicherheits- und Sicherungssysteme: Dazu gehören die Implementierung von Fernüberwachung, Biometrie, IP-Überwachungskameras und drahtlosen Alarmsystemen, um die Gefahr des unbefugten Eindringens in das Gebäude und von Diebstahl zu verringern. Dazu gehört auch der Einsatz von Zugangskontrollen an den Grenzen, um den Zugang zu gesperrten Bereichen des Gebäudes zu verhindern, und die Überwachung unbefugter Personen in nicht genehmigten Bereichen.
● Intelligente Garten- und Sprinklersysteme: Intelligente Sprinklersysteme sind mit vernetzten und Cloud-Technologien synchronisiert und können zur Bewässerung von Pflanzen verwendet werden, um sicherzustellen, dass sie die richtige Wassermenge erhalten. Intelligente Gartengeräte können auch Aufgaben wie die Messung der Bodenfeuchtigkeit und des Düngemittelgehalts übernehmen, den Gemeinden helfen, Wasserrechnungen zu sparen (intelligente Sprinkleranlagen greifen auf Wetterberichte zu und schalten sich bei Regen automatisch ab) und das Überwuchern des Rasens auf angemessene Weise verhindern (Roboterrasenmäher).
● Intelligentes Klimatisierungssystem: Ein intelligentes Klimatisierungssystem überwacht verschiedene Parameter wie Temperatur, Druck, Vibration, Luftfeuchtigkeit im Gebäude usw. Der Einsatz drahtloser Sensornetzwerke ist der Schlüssel zur Gewährleistung einer angemessenen Heizung und Belüftung. Diese Sensoren sammeln auch Daten zur Optimierung von HLK-Systemen, um deren Effizienz und Leistung in Gebäuden zu verbessern.
3. Intelligente Stadtdienste
Zu den intelligenten städtischen Diensten gehören die öffentliche Sicherheit und Notdienste. Hier sind die wichtigsten Bereiche, in denen IoT und vernetzte Technologien helfen können:
● Intelligente Kioske: Intelligente Kioske spielen eine wichtige Rolle bei der Bereitstellung verschiedener städtischer Dienstleistungen für die Öffentlichkeit, z. B. Wi-Fi-Dienste, 7×24-Überwachungskameras und digitale Beschilderung für Anfragen, Werbung und öffentliche Bekanntmachungen. In einigen Fällen sind auch kostenlose Videogespräche und das kostenlose Aufladen von Mobiltelefonen möglich, ebenso wie die Integration von Umweltsensoren. Intelligente Kioske bieten auch Informationen über nahe gelegene Restaurants, Einzelhandelsgeschäfte und Veranstaltungen. Sie bieten auch Karten für Besucher und können mit Smartphones synchronisiert werden, um bei Bedarf zusätzliche Informationen zu liefern.
● Überwachung gefährlicher Bereiche: Sensoren (Kameras, Straßenlaternen) und Aktoren ermöglichen die Echtzeitüberwachung von Gefahrenbereichen oder unfallträchtigen Gebieten. Wenn ein Verbrechen oder ein Zwischenfall entdeckt wird, können diese Sensoren die Bürger warnen, damit sie diese Bereiche vorübergehend meiden.
● Öffentliche Sicherheit: IoT-Sensoren können an öffentlichen Plätzen und in Wohnungen installiert werden, um die Bürger zu schützen und die Polizei in Echtzeit zu informieren, wenn ein Diebstahl entdeckt wird.
● Brand-/Explosionsmanagement: Intelligente Feuersensoren können das Feuer überwachen und je nach Schweregrad automatisch Maßnahmen ergreifen, wie z. B. die Erkennung von Fehlalarmen, die Benachrichtigung der Feuerwehr und medizinischer Hilfe, die Sperrung von Straßen/Gebäuden in der Nähe, die Unterstützung bei der Evakuierung von Menschen und die Koordination von Rettungsdrohnen und -robotern.
● Automatisierter medizinischer Versand: Intelligente medizinische Geräte können an öffentlichen Orten eingesetzt werden, um rund um die Uhr Gesundheitsdienste für Patienten bereitzustellen, z. B. die Ausgabe von Medikamenten an Patienten. Diese Geräte können auch verwendet werden, um einen Krankenwagen zu rufen, der einen Patienten in einem Notfall abholt.
4. Intelligentes Energiemanagement
Hier erfahren Sie, wie Städte ein intelligentes Energiemanagement einführen können:
● Intelligente Energie: Intelligente Energie ist ein digital überwachtes, selbstheilendes Energiesystem, das Strom oder Erdgas von der Quelle liefert. Intelligente Energielösungen können Industrie-, Wohn- und Übertragungs- und Verteilungsprojekte umfassen. Verschiedene IoT-Lösungen wie Gateways können eingesetzt werden, um Energieeinsparungen sowohl auf der Übertragungs- als auch auf der Verbraucherebene zu erzielen. Gateways können beispielsweise Versorgungsunternehmen mit hoher Konnektivität und Echtzeit-Analysen einen breiteren Überblick über die Energieverteilungsmuster geben. Darüber hinaus wird ein Demand-Response-Mechanismus für Versorgungsdienstleister entwickelt, um die Energieverteilung auf der Grundlage von Verbrauchsmustern zu optimieren.
● Intelligente Zähler: Intelligente Zähler können in Privathaushalten und in der Industrie eingesetzt werden, um Echtzeitinformationen über Strom-, Erdgas- und Energieverbrauch zu ermitteln. Verbraucher und Versorgungsunternehmen mit intelligenten Zählern können ihren Energieverbrauch überwachen. Darüber hinaus kann über mobile Apps, die in diese intelligenten Zähler integriert sind, auf Energieanalysen, Berichtsinhalte und mehr zugegriffen werden.
5. Intelligente Wasserwirtschaft
IoT und vernetzte Geräte ermöglichen ein intelligentes Wassermanagement durch:
● Überwachung des Trinkwassers: Überwachung der Qualität des städtischen Leitungswassers.
● Verschüttete Chemikalien: Ermittlung von Fabrikemissionen und Abfällen in Flüssen.
● Fernmessung des Schwimmbeckens: Fernkontrolle der Wasserqualität im Schwimmbad.
● Verschmutzungsgrad der Meere: Kontrolle der Leckagen im Meer und der Abfallerzeugung.
● Lecküberwachung: Überwachen Sie das Vorhandensein von Flüssigkeit außerhalb des Tanks und Druckänderungen entlang der Rohrleitung.
● Hochwasserüberwachung: Überwachung von Wasserstandsänderungen in Flüssen, Dämmen und Stauseen.
6. Intelligente Abfallwirtschaft
Intelligente Lösungen für die Abfallverfolgung helfen Städten und Abfalldienstleistern bei der Abfalloptimierung, bei der Senkung der Betriebskosten und bei der Lösung von Umweltproblemen im Zusammenhang mit ineffizienter Abfallsammlung.
7. Intelligente industrielle Umgebung
Industrielle Umgebungen bieten einzigartige Möglichkeiten für die Entwicklung von Anwendungen im Zusammenhang mit IoT und vernetzten Technologien, die in Bereichen wie diesen eingesetzt werden können:
● Erkennung von Waldbränden: Hilft bei der Überwachung von Brandgasen und plötzlichen Feuersituationen, um Warnbereiche zu bestimmen.
● Luftverschmutzung/Lärm: Hilft bei der Kontrolle von Kohlendioxidemissionen aus Fabriken, Fahrzeugemissionen und schädlichen Gasen aus landwirtschaftlichen Betrieben.
● Schneeüberwachung: Hilft, die Bedingungen auf den Skipisten in Echtzeit zu erkennen und ermöglicht es den Sicherheitsunternehmen, Lawinen zu verhindern.
● Vermeidung von Erdrutschen und Lawinen: Hilft bei der Überwachung von Bodenfeuchtigkeit, Bodendichte und Vibrationen, um gefährliche Muster unter dem Boden zu erkennen.
● Frühzeitige Erdbebenüberwachung: Hilft bei der Überwachung der Erdbebenwahrscheinlichkeit durch verteilte Kontrolle an bestimmten Erdbebenorten.
● Flüssigkeitsüberwachung: Hilft bei der Überwachung des Vorhandenseins von Flüssigkeiten in Rechenzentren, Baustellen und Lagern, um Ausfälle und Korrosion zu verhindern.
● Strahlungswerte: Ermöglicht die verteilte Messung von Strahlungswerten in der Umgebung von Kernkraftwerken, um Leckwarnungen zu generieren.
● Explosive und gefährliche Gase: Hilft bei der Überwachung von Gaskonzentrationen und Lecks in Chemieanlagen, Industrieumgebungen und Bergwerken.
Zusammenfassend
Die Einführung intelligenter Städte bietet enorme Möglichkeiten, das Leben der Menschen zu verändern und die gesamte Infrastruktur und den Betrieb der Stadt zu verbessern. Intelligente Sensornetzwerke, das Internet der Dinge (IoT) und vernetzte Technologien sind der Schlüssel zur Verwirklichung intelligenter Städte.