Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Arrow Multisolution Day
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Sieć sensoryczna IoT monitorująca smog - rozmowa z Orange Polska.

TechEkspert 13 Mar 2017 17:44 3363 11
  • Sieć sensoryczna IoT monitorująca smog - rozmowa z Orange Polska.
    Okresowo powracający problem smogu stymuluje do poszukiwania sposobów przeciwdziałania zanieczyszczeniu środowiska, jednym z przykładów jest temat, w którym toczy się dyskusja o możliwościach budowy sieci czujników jakości powietrza. Obecnie dostępne są systemy informujące o zwiększonym zanieczyszczeniu powietrza, jednak opierają się one o niewielką ilość czujników co przekłada się na niską rozdzielczość mapy smogowej. Mamy okazję zapytać Orange Polska o koncepcję monitorowania zanieczyszczeń z wykorzystaniem większej ilości czujników.

    Rozmówca: Maciej Kocięcki, Dyrektor Rozwoju IoT, Orange Polska

    elektroda.pl: Co skłoniło Państwa do rozpoczęcia badań nad możliwościami budowy rozproszonej sieci czujników monitorujących zanieczyszczenia powietrza, jak wygląda proponowana koncepcja budowy takiej sieci?

    MK: Nowoczesne latarnie uliczne LED wyposażone w układy mikroprocesorowe i system łączności chmurowej mogą stać się naturalnym Smart Spotem w terenie. Na ich korzyść przemawia też dostępne zasilanie elektryczne, bardzo dobra jakość łącz GSM/LTE, a także odporność na wandalizm ze względu na ich położenie. Uwzględniając te elementy, doposażenie latarni w różnorodne czujniki czy sterowniki to oczywisty kierunek rozwoju usług miejskich. Sensory zanieczyszczenia są tylko jedną z wielu możliwości. Orange Polska od dłuższego czasu bardzo aktywnie rozwija biznes oparty na technologii Internetu Rzeczy (IoT). Obecnie są to przede wszystkim projekty zdalnego pomiaru zużycia wody dla przedsiębiorstw wodno-kanalizacyjnych. W przypadku nowoczesnego oświetlenia ulicznego jego komponenty: latarnie, czujniki, serwery centralne, idealnie wpisują się w definicję IoT.

    elektroda.pl: Jakiego rodzaju detektory powinny znaleźć się w pojedynczym urządzeniu, czy wszystkie czujniki powinny być wyposażone w ten sam zestaw urządzeń pomiarowych?

    MK: To determinuje szeroko pojęta ekonomia. Mam na myśli nie tylko koszty samego czujnika, ale także jego „żywotność”, kwestie utrzymania, czyszczenia czy rekalibracji. W przypadku instalacji sensorów na latarniach dostęp do nich jest utrudniony. Zatem dobór konkretnej technologii pomiarowej powinien uwzględniać także wydatki poniesione na prace związane z montażem czy demontażem – od wejścia na latarnię, po wymianę czy np. czyszczenie urządzenia. Kolejny element do rozważenia to znalezienie kompromisu pomiędzy ceną czujnika a dokładnością pomiarów, na których nam zależy. A mierzyć możemy wiele parametrów - temperaturę, ciśnienie, wilgotność, opady, ruch pieszych i pojazdów, alerty gołoledzi, etc.





    elektroda.pl: Jak zapewnić zasilanie czujnikom rozmieszczonym w różnych punktach terenu?

    MK: Mówimy o latarniach, a w ich przypadku z zasilaniem nie ma żadnego problemu. Pewnym wyzwaniem może być za to niezbędna moc zasilacza, co z kolei powinno być uwzględnione w kosztach inwestycji. Natomiast patrząc szerszej, nie przez pryzmat latarniowego Smart Spota, to oczywiście źródło zasilania staje się podstawowym ograniczeniem. Wówczas ważną rolę odegrają energooszczędne technologie, usprawnione akumulatory i fotowoltaika.

    elektroda.pl: W jaki sposób zapewnić komunikację dla wielu czujników przesyłających raporty z pomiarów, czy będzie możliwe zdalne aktualizowanie oprogramowania czujników?

    MK: Współczesne sieci komunikacyjne zapewniają skuteczną, dwukierunkową transmisję, więc zarówno zbieranie raportów pomiarowych, jak i sterowanie kontrolerami czy aktualizacja oprogramowania (firmware), nie stanowią problemu. Warto zaznaczyć, że zwykle, wszystkie te funkcjonalności nie wymagają dużej przepustowości sieci. Wyjątkiem jest tylko streaming w przypadku kamer. Zdarza się także, że sterowanie wiąże się z minimalną latencją, co prowadzi do ograniczenia dopuszczalnych rodzajów transmisji. W tym kontekście warto nawiązać do dostępnych radiowych technologii komunikacyjnych, specjalnie zaprojektowanych pod potrzeby IoT. Są to sieci LPWAN. Dwie pierwsze litery w nazwie to Low Power, czyli rozwiązanie, które w każdym aspekcie minimalizuje zużycie energii na potrzeby transmisji. W efekcie, przy określonym poziomie wykorzystania, na jednym zestawie baterii, urządzenie może działać nawet przez 10 lat. Z kolei WAN to duży zasięg transmisji, uzyskany za pomocą niższych częstotliwości propagacji, specyficznej budowy i algorytmu działania samej sieci, a także użytej modulacji sygnału. Siecią LPWAN jest np. sieć LoRa. W konsekwencji tego, że wszystkie węzły radiowe (gateway’e) tej sieci nasłuchują informacje od czujników, a końcowy raport jest składany w serwerze centralnym, nawet fragmenty danych pozyskanych z węzłów, pozwalają skompletować przesłaną informację. Gorzej wygląda download. Dlatego LoRa nie nadaje się do rozwiązań krytycznych, dla których niezbędne jest sterowanie w czasie rzeczywistym. Zaletą LoRa są tanie moduły komunikacyjne. Inną ważną cechą LoRa jest nielicencjonowane pasmo, w którym pracuje. , Obok LoRa mamy również technologię LPWAN, wykorzystującą infrastrukturę LTE: czyli NB-IoT oraz LTE-M. Ta pierwsza zapewnia dość ograniczone pasmo (~200kb/s w obie strony) i niestety czasem dużą latencję (1,5-9,5 sekundy), ale daje +20dB (ponad 15km) poprawy zasięgu w porównaniu do klasycznego np. GPRS. Ta różnica ma znaczenie zwłaszcza w budynkach. Oszczędność baterii jest porównywalna lub lepsza niż przy LoRa no i mamy tu licencjonowane pasmo. Sieć NB-IoT wykorzystuje istniejącą infrastrukturę LTE, ale wymaga odpowiedniego zaktualizowania oprogramowania, a także sprzętu w zależności od częstotliwości i dostawcy. Moduły są na razie drogie, ale docelowo cena ma być porównywalna z LoRa. LTE-M to wersja zwykłego LTE, która potrzebuje tylko zmiany oprogramowania sieci. Oczywiście jest energooszczędna i zapewnia poprawę zasięgu o 12-15dB, małą latencję (0,2-5 sekund) oraz przepustowość do 1Mb/sek. LTE-M umożliwia także pełną mobilność, do 300km/h, i może obsługiwać głos. Oba te standardy są oczywiście naturalnym wyborem dla operatorów, którzy mają już infrastrukturę LTE.

    elektroda.pl: W jaki sposób dane napływające z czujników zostaną zebrane, przetworzone oraz udostępnione?

    MK: Orange Polska zapewnia bezpieczne zebranie, przechowywanie i udostępnianie danych z czujników w chmurze. Mamy własne centra kolokacyjne o najwyższych parametrach bezpieczeństwa fizycznego i teleinformatycznego. Również odpowiednio przygotowane serwery BI (Business Intelligence) zapewniają strukturyzację danych, wydajne przetwarzanie i udostępnianie za pomocą API. W ten sposób aplikacje przygotowane pod poszczególne rozwiązania mogą je pobrać i przetworzyć do postaci raportów, a także alarmów ze scenariuszem ich obsługi. Zebrane dane z różnych źródeł mogą być oczywiście przetwarzane także kontekstowo. Dzięki temu powstaje nowa „inteligentna” wiedza. Np. dane meteorologiczne wraz z pomiarami zanieczyszczeń i odpowiednim modelem matematycznym mogą tworzyć mapy czystości powietrza i wspomagać wykrywanie źródeł zanieczyszczeń. Ale mówiąc o IoT, nie wolno pomijać bezpieczeństwa. Orange Polska przywiązuje do ochrony danych bardzo dużą wagę. Mamy specjalny zespół, CERT Orange Polska, złożony z osób, które na bieżąco monitorują, co dzieje się na łączach a w razie sytuacji alarmowej, natychmiast podejmują działania blokujące lub naprawcze. Każdy rozwiązanie IoT wprowadzane na rynek jest testowane - jako całość i jego poszczególne komponenty - pod względem odporności na ataki zewnętrzne i nadużycia wewnętrzne.

    elektroda.pl: Czy na chwilę obecną można mówić o planowanych terminach i lokalizacjach prób praktycznych czy na razie są to prace koncepcyjne?

    MK: IoT to trochę studnia bez dna, w której pomysły na rozwiązania IoT można mnożyć w nieskończoność. W przypadku Orange niektóre rozwiązania są już komercyjnie oferowanie, jak zdalny pomiar wody, inne są w fazie produkcyjnej, a jeszcze inne na etapie koncepcji. To, co jest najbardziej inspirujące i ciekawe w IoT to to, że każde wykorzystanie stymuluje do stworzenia kolejnego. Jeśli architektura rozwiązania jest dobrze zaprojektowana, to następne koncepcje można realizować niemal lub w dużym stopniu addytywnie, czyli bez ingerowania w to, co już zostało zrobione.

    elektroda.pl: Dziękujemy za rozmowę i możliwość przedstawienia trendów zastosowań IoT oraz sposobów zapewnienia komunikacji dla urządzeń IoT. Wygląda na to, że w przyszłości wiele "zwykłych" urządzeń typu latarnia uliczna lub wodomierz będzie posiadać moduł pozwalający na komunikację z innymi urządzeniami. Połączone urządzenia powinny w korzystny sposób wpłynąć na nasze życie. Obszar IoT przyciąga zarówno rozwiązania biznesowe jak również hobbystów.

    Odpowiedzi przygotował dla Was Pan Maciej Kocięcki, Dyrektor Rozwoju IoT, Orange Polska.

    Sieć sensoryczna IoT monitorująca smog - rozmowa z Orange Polska.


    Fajne!
  • Arrow Multisolution Day
  • #2 14 Mar 2017 01:12
    george2002

    Poziom 19  

    Hmm Orange Polska w tym temacie, ciekawostka :) swoją drogą to tak złe przemyślenie odnośnie lokalizacji czujników zanieczyszczenia na latarniach (lampach ulicznych) że jak wejdzie to się zdziwię mocno ponieważ czujnik na takiej latarni po pierwsze będzie zbierał dane z miejsca zapylonego najbardziej jeśli chodzi o lampy przy drogach a po drugie samo jak zauważono serwisowane to też problem - za wysoko to tak na szybko moje przemyślenia w tym temacie :)

  • #3 14 Mar 2017 18:12
    timo66
    Poziom 22  

    Poza tym że będą zbierane dane, tworzone statystyki i będą pojawiać się kolejne rekordy przekroczenia norm to nic się nie zmieni, Orange zrobiło sobie świetną reklamę.

  • #4 14 Mar 2017 18:23
    TechEkspert
    Redaktor

    @george2002 ciekawe spostrzeżenie ale czy w okolicach źródła światła rzeczywiście będzie zwiększona ilość zanieczyszczeń np. związana ze źródłem ciepła w kloszu, czy chodzi wyłącznie o bliskość jezdni?
    Wysokie latarnie przy drogach mogą być dobrym miejscem do zainstalowania bramki LPWAN, natomiast latarnie przy parkach i chodnikach mogą być mniej narażone na pył z jezdni oraz ew. umieszczony tam czujnik będzie bliżej zabudowań.

    Gdzie mogą być jeszcze lepsze warunki dla czujników, może na słupach telekomunikacyjnych/energetycznych/trakcyjnych albo innej infrastrukturze miejskiej typu przystanki (tutaj znów bliskość jezdni), ew. innej infrastrukturze z zapewnionym zasilaniem typu mosty/bilbordy.

    Może czujniki powinny być mobilne i poruszać się np. na dachach tramwajów mapując zanieczyszczenia? Chociaż np. dodatkowy przepływ powietrza mógłby zaburzać pomiar.

    @timo66 myślę że mapa o większej szczegółowości mogłaby pokazać najsilniejsze źródła zanieczyszczeń oraz aktualne rozchodzenie się smogu. Być może większa świadomość zachęciłaby np. indywidualne osoby do podjęcia próby ograniczenia ilości wytwarzanych zanieczyszczeń, lub obserwując mapę smogu moglibyśmy wybrać trasę naszej pieszej podróży?

    Myślę że realizacja pomysłu zarówno profesjonalnie, jak i amatorsko: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3156016.html może być korzystna,
    dodatkowo zbudowane LPWANy mogą w przyszłości przenieść informacje inne niż natężenie smogu co może przyczyniać się np. do wykonania kroku w kierunku smart city.

  • Arrow Multisolution Day
  • #5 14 Mar 2017 23:47
    george2002

    Poziom 19  

    Najbardziej o bliskość jezdni bo tam zawsze było i będzie zanieczyszczenie ale również ogólnie na lampach u góry a tak z ciekawostek to takie coś już działa np w krakowie ale z tego co widzę to się rozrasta po ostatnim Smogatronie :)

    również ogólnie na lampach u góry a tak z ciekawostek to coś podobnego na większą skalę już działa np w Krakowie ale z tego co widzę to się rozrasta po ostatnim Smogatronie :)

    https://map.airly.eu

    PS
    To żadna reklama :)

  • #6 15 Mar 2017 08:07
    coolrob
    Poziom 14  

    A ja tam chętnie poprę Airly. To polski startup, mam nadzieję, że kiedyś będzie to znacząca firma w branży.

  • #7 15 Mar 2017 08:56
    george2002

    Poziom 19  

    coolrob napisał:
    A ja tam chętnie poprę Airly. To polski startup, mam nadzieję, że kiedyś będzie to znacząca firma w branży.


    Tzn ja również popieram zwłaszcza ze to Krakowiaki chyba ;) chodziło mi o to ze jest już taka inicjatywa i z tego co widzę działa dobrze i nie ma potrzeby innych tylko tą rozwijać :)

  • #8 15 Mar 2017 22:04
    markovip
    Poziom 34  

    @TechEkspert Latarnie uliczne są chyba najlepszym miejscem na instalację urządzeń pomiarowych.

    Tutaj skromnie pokaże rozwiązanie instalowane przez nas w Hiszpanii bazując na sieci LPWAN. Jak widać nawet nawet stałe źródło zasilanie nie jest potrzebne.
    Sieć sensoryczna IoT monitorująca smog - rozmowa z Orange Polska.

    Ale jak już ktoś wspominał, sam monitoring może być dobrym narzędziem, jednak problem smogu i zanieczyszczeń sam się nie rozwiąże...

    A korzystając z okazji obecności tu Orange Polska: jakie są plany ekspansji sieci LoRaWAN na Polskę, tak jak miało to miejsce w innych krajach EU?

    Pozdrawiam

  • #9 15 Mar 2017 23:33
    TechEkspert
    Redaktor

    Zapytam o LoraWAN, chociaż z materiału wynika, że Nb-IoT i LTE-M są bliższe operatorowi telekomunikacyjnemu, ale Lora może być dobrym uzupełnieniem.

  • #10 16 Mar 2017 08:00
    coolrob
    Poziom 14  

    @markovip, czy to Libelium? Oprócz nich przypomniała mi się jeszcze firma z Czech albo Słowacji, IQRF. W EP kiedyś był artykuł, ciekawe czemu tak mało popularne.

  • #11 16 Mar 2017 09:31
    markovip
    Poziom 34  

    TechEkspert napisał:
    Zapytam o LoraWAN, chociaż z materiału wynika, że Nb-IoT i LTE-M są bliższe operatorowi telekomunikacyjnemu, ale Lora może być dobrym uzupełnieniem.


    Orange od ponad roku ma uruchomioną sieć LoRaWAN pokrywającą całą Francję. W planach mają też ekspansję na inne kraje, chociaż ostatnio stawiają bardziej NB-IoT (co moim zdaniem nie jest dobrym kierunkiem o ile nie zapomną o LoRa).

    Dlatego pytam.

  • #12 19 Mar 2017 13:43
    TechEkspert
    Redaktor

    Wygląda na to że można liczyć na dalszy rozwój LoRaWAN na terenie Francji realizowany przez Orange, zobaczymy jak będzie to wyglądać na rynku w Polsce.

    Co do Airly wykorzystali Wi-Fi do komunikacji co jest ciekawym podejściem, z jednej strony zasięg i pobór energii niezbyt korzystny, ale nie trzeba budować infrastruktury komunikacyjnej gdyż albo Wi-Fi jest już dostępne albo można to załatwić urządzeniem za 60zł z pobliskiego sklepu... skalowalność i dostępność nie będzie tak dobra jak w rozwiniętym LPWAN ale od czegoś można zacząć.

    Trochę urządzeń już zainstalowali: https://map.airly.eu/pl/

    Całkiem ciekawie wyszedł im projekt obudowy, cenę detaliczną dla użytkowników indywidualnych ustalili na 1000zł (wliczony abonament na okres 2 lat). Nie słyszałem o nich wcześniej, być może dopiero zdobywają popularność. Mają ciekawe pomysły, np. oferują bezpłatne urządzenie ambasadorom swojego rozwiązania, dość dobrze pokazali jeden z success story.

    Link