Per far fronte all'aumento della popolazione, all'eccessiva urbanizzazione, alla globalizzazione e per garantire la stabilità economica e ambientale, le città stanno puntando a diventare città intelligenti. La smart city è un concetto che utilizza la tecnologia e i sensori di dati connessi per migliorare le infrastrutture e le capacità di gestione delle operazioni cittadine. Ciò include il monitoraggio e la gestione di beni pubblici, sistemi di trasporto, cittadini, centrali elettriche, forniture idriche, sistemi informativi, istituzioni civili e altri servizi alla comunità.
Le tecnologie connesse e le soluzioni IoT svolgono un ruolo importante nella trasformazione delle città in città intelligenti. L'implementazione di città intelligenti utilizzando l'IoT e le tecnologie connesse può contribuire a migliorare la qualità, le prestazioni e l'interattività dei servizi cittadini, a ottimizzare le risorse e a ridurre i costi.
Vediamo i vari componenti di una smart city e il loro ruolo nell'era dell'IoT:
1. Infrastruttura intelligente
Le infrastrutture intelligenti comprendono strade connesse avanzate, parcheggi intelligenti, illuminazione intelligente e altre innovazioni nel campo dei trasporti. Ecco come funzionano:
Illuminazione intelligente: Con l'illuminazione intelligente, i gestori delle città possono monitorare l'illuminazione in tempo reale per garantire un'illuminazione ottimale e fornire un'illuminazione basata sulla domanda nelle diverse aree. L'illuminazione intelligente può anche contribuire all'illuminazione diurna e alla conservazione dell'energia, attenuando le luci nelle aree poco frequentate, come i parcheggi, le comunità e le strade, e può abbassare automaticamente le luci quando non passano persone o veicoli.
Strade connesse: Le strade connesse e intelligenti possono acquisire dati da milioni di dispositivi e fornire informazioni e servizi, tra cui informazioni sul traffico, sulla congestione stradale, sulla costruzione di strade e altro ancora. Questo aiuta a gestire efficacemente le risorse e le persone per migliorare il trasporto pubblico e il paesaggio urbano.
Gestione intelligente dei parcheggi: I sistemi di gestione intelligente dei parcheggi possono essere utilizzati per trovare posti auto liberi in diversi luoghi pubblici. I sensori di rilevamento dei veicoli a terra nei parcheggi intelligenti sono tecnologie fondamentali che svolgono un ruolo chiave nelle soluzioni di parcheggio intelligente che consentono agli automobilisti dei centri commerciali e dei centri cittadini di trovare posti auto disponibili. I sensori wireless sono incorporati nei parcheggi e inviano dati, tramite processori di segnale locali, a un'applicazione centrale di gestione del parcheggio per quanto riguarda il tempo e la durata dell'utilizzo del posto auto. I parcheggi intelligenti possono ridurre la congestione, le emissioni dei veicoli, i costi di gestione e lo stress dei conducenti. Per implementare efficacemente la tecnologia dei parcheggi intelligenti, ogni dispositivo deve stabilire una connessione affidabile con il server cloud.
Stazioni di ricarica connesse: Le infrastrutture intelligenti comprendono anche stazioni di ricarica in tutta la città, in luoghi come parcheggi, centri commerciali ed edifici, aeroporti e stazioni degli autobus. Le piattaforme di ricarica dei veicoli elettrici possono essere integrate con l'IoT per semplificare le operazioni di ricarica dei veicoli elettrici e affrontare gli impatti sulla rete.
2. Edifici e proprietà intelligenti
Gli edifici intelligenti utilizzano diversi sistemi per garantire la sicurezza dell'edificio, la manutenzione degli asset e la salute generale dell'ambiente circostante.
Sistemi di sicurezza e protezione: comprendono l'implementazione di monitoraggio remoto, biometria, telecamere di sorveglianza IP e allarmi wireless per ridurre le possibilità di ingresso non autorizzato nell'edificio e di furto. Include anche l'utilizzo di controlli di accesso ai confini per impedire l'accesso alle aree riservate della proprietà e il monitoraggio delle persone non autorizzate nelle aree non autorizzate.
Sistemi intelligenti per giardini e irrigatori: I sistemi di irrigazione intelligenti sono sincronizzati con tecnologie connesse e cloud e possono essere utilizzati per innaffiare le piante, assicurando che ricevano la giusta quantità d'acqua. I dispositivi intelligenti per il giardinaggio possono anche svolgere compiti come misurare l'umidità del suolo e i livelli di fertilizzante, aiutare i comuni a risparmiare sulle bollette dell'acqua (gli irrigatori intelligenti tengono conto dei bollettini meteorologici e si spengono automaticamente quando piove) e prevenire la crescita eccessiva del prato in modo appropriato (tosaerba robot).
Sistema di climatizzazione intelligente: Il sistema di climatizzazione intelligente monitora vari parametri come temperatura, pressione, vibrazioni, umidità dell'edificio, ecc. L'implementazione di reti di sensori wireless è fondamentale per garantire un riscaldamento e una ventilazione adeguati. Questi sensori raccolgono anche dati per ottimizzare i sistemi HVAC, migliorandone l'efficienza e le prestazioni negli edifici.
3. Servizi per le città intelligenti
I servizi delle città intelligenti comprendono la sicurezza pubblica e i servizi di emergenza. Ecco le aree chiave in cui l'IoT e le tecnologie connesse possono essere utili:
Chioschi intelligenti: I chioschi intelligenti svolgono un ruolo importante nel fornire diversi servizi cittadini al pubblico, come servizi Wi-Fi, telecamere di sorveglianza 7×24 e segnaletica digitale per richieste di informazioni, pubblicità e annunci pubblici. In alcuni casi, è possibile anche effettuare videochiamate e ricaricare gratuitamente i cellulari, oltre a integrare sensori ambientali. I chioschi intelligenti forniscono anche informazioni su ristoranti, negozi al dettaglio ed eventi nelle vicinanze. Forniscono anche mappe per i visitatori e possono essere sincronizzati con gli smartphone per fornire ulteriori informazioni, se necessario.
Monitoraggio delle aree pericolose: Sensori (telecamere, lampioni) e attuatori consentono di monitorare in tempo reale le aree pericolose o a rischio di incidenti. Se viene rilevato un crimine o un incidente, questi sensori possono avvisare i cittadini di evitare temporaneamente queste aree.
Sicurezza pubblica: I sensori IoT possono essere installati in luoghi pubblici e abitazioni per proteggere i cittadini e fornire informazioni in tempo reale ai dipartimenti di polizia quando viene rilevato un furto.
Gestione di incendi ed esplosioni: I sensori antincendio intelligenti possono monitorare e intervenire automaticamente in base alla gravità, ad esempio rilevando falsi allarmi, avvisando i vigili del fuoco e i soccorsi medici, bloccando le strade/gli edifici vicini se necessario, aiutando le persone a evacuare e coordinando droni e robot di salvataggio.
Dispaccio medico automatizzato: I dispositivi medici intelligenti possono essere installati in luoghi pubblici per fornire servizi sanitari ai pazienti 24 ore su 24, 7 giorni su 7, come ad esempio la distribuzione di farmaci ai pazienti. Questi dispositivi possono anche essere utilizzati per chiamare un'ambulanza a prelevare un paziente in caso di emergenza.
4. Gestione intelligente dell'energia
Ecco come le città possono implementare una gestione intelligente dell'energia:
Smart Energy: L'energia intelligente è un sistema di auto-risanamento energetico monitorato digitalmente che fornisce elettricità o gas naturale dalla fonte. Le soluzioni di smart energy possono riguardare progetti industriali, residenziali e di trasmissione e distribuzione. Diverse soluzioni IoT, come i gateway, possono essere utilizzate per ottenere risparmi energetici sia a livello di trasmissione che di consumo. I gateway, ad esempio, possono fornire una visione più ampia dei modelli di distribuzione dell'energia alle aziende di servizi pubblici, grazie all'elevata connettività e all'analisi in tempo reale. Inoltre, sviluppano un meccanismo di risposta alla domanda per i fornitori di servizi di utilità per ottimizzare la distribuzione di energia in base ai modelli di consumo.
Contatori intelligenti: I contatori intelligenti possono essere utilizzati per la misurazione residenziale e industriale per identificare informazioni in tempo reale sull'elettricità, il gas naturale e l'utilizzo di energia. I consumatori e le società di servizi che dispongono di contatori intelligenti possono monitorare il proprio consumo energetico. Inoltre, è possibile accedere ad analisi energetiche, contenuti di reportistica e altro ancora utilizzando applicazioni mobili integrate con questi contatori intelligenti.
5. Gestione intelligente dell'acqua
L'IoT e i dispositivi connessi consentono una gestione intelligente dell'acqua:
Monitoraggio dell'acqua potabile: Monitoraggio della qualità dell'acqua potabile urbana.
Sversamenti di sostanze chimiche: Identificare le emissioni delle fabbriche e i rifiuti nei fiumi.
Misurazione a distanza della piscina: Controllo a distanza delle condizioni di qualità dell'acqua della piscina.
Livelli di inquinamento marino: Controllare le perdite negli oceani e la produzione di rifiuti.
Monitoraggio delle perdite: Monitoraggio della presenza di liquido all'esterno del serbatoio e delle variazioni di pressione lungo la tubazione.
Monitoraggio delle inondazioni: Monitorare le variazioni del livello dell'acqua nei fiumi, nelle dighe e nei bacini idrici.
6. Gestione intelligente dei rifiuti
Le soluzioni intelligenti per la tracciabilità dei rifiuti aiutano le città e i gestori dei servizi di smaltimento a ottimizzare i rifiuti, a ridurre i costi operativi e ad affrontare meglio i problemi ambientali associati a una raccolta inefficiente dei rifiuti.
7. Ambiente industriale intelligente
Gli ambienti industriali offrono opportunità uniche per sviluppare applicazioni legate all'IoT e alle tecnologie connesse, che possono essere utilizzate in aree quali:
Rilevamento degli incendi boschivi: Aiuta a monitorare i gas di combustione e le situazioni di incendio improvviso per determinare le aree di allerta.
Inquinamento atmosferico/rumoroso: Contribuisce a controllare le emissioni di anidride carbonica delle fabbriche, le emissioni dei veicoli e i gas nocivi delle aziende agricole.
Monitoraggio della neve: Aiuta a identificare in tempo reale le condizioni delle piste da sci, consentendo alle società di sicurezza di prevenire le valanghe.
Evitare frane e valanghe: Aiuta a monitorare l'umidità del suolo, la densità del suolo e le vibrazioni per identificare i modelli pericolosi sotto il terreno.
Monitoraggio precoce dei terremoti: Contribuisce a monitorare la probabilità di terremoti utilizzando un controllo distribuito in specifiche località sismiche.
Monitoraggio dei liquidi: Aiuta a monitorare la presenza di liquidi nei data center, nei cantieri e nei magazzini per prevenire guasti e corrosione.
Livelli di radiazione: Facilita la misurazione distribuita dei livelli di radiazione intorno alle centrali nucleari per generare allarmi sulle perdite.
Gas esplosivi e pericolosi: Aiuta a monitorare i livelli di gas e le perdite negli impianti chimici, negli ambienti industriali e nelle miniere.
Riassumere
L'implementazione delle città intelligenti offre enormi opportunità di trasformare la vita delle persone e di migliorare l'infrastruttura complessiva e le operazioni della città. Le reti di sensori intelligenti, l'Internet degli oggetti (IoT) e le tecnologie connesse sono fondamentali per l'implementazione delle smart city.