Como as redes industriais tornam a cidade inteligente

Por Phillip Dodd, líder de tecnologia IIoT Engineering Infrastructure & Security, Fiberroad Technology
redes industriais de cidades inteligentes

Se você é novo no mundo das redes, estará interessado em aprender mais sobre switches de rede industrial. Esses switches fornecem conectividade Ethernet de alta densidade e redundância de tráfego multicast em nível de milissegundos. Eles são ideais para aplicações críticas de infraestrutura, transporte e vigilância da cidade.

Tanto para cidades inteligentes quanto para IIoT, a combinação de tecnologias de comunicação tradicionais e inovadoras é crucial. Para fornecer esses serviços, os objetos inteligentes devem se comunicar e explorar dados em tempo real. A conectividade é fornecida por meio de uma variedade de tecnologias e protocolos, escolhidos de acordo com os requisitos da aplicação.

O que é um switch de rede industrial?

An Switch de rede industrial também conhecidos como Switch Ethernet Industrial é um dispositivo de rede que oferece suporte a uma ampla variedade de setores. Ele se concentra no design de loop para fornecer flexibilidade, comunicações Ethernet industriais econômicas. Esses dispositivos têm anéis únicos e múltiplos para atender aos requisitos exclusivos de diferentes setores. 

Um switch de rede industrial permite a transmissão de dados controlada e direcionada. Um switch de rede industrial geralmente é localizado fisicamente e configurado para ser posicionado de maneira ideal. Os switches industriais podem ser gerenciados ou não gerenciados. Os switches Ethernet gerenciados oferecem várias opções de redundância, incluindo topologias em anel e Rapid Spanning Tree Protocol. 

O que é Cidade Inteligente?

Uma Cidade Inteligente é uma área urbana tecnologicamente avançada. Ele utiliza sensores e métodos eletrônicos para coletar dados para gerenciar seus recursos e ativos com mais eficiência. Esses dados são usados ​​para melhorar as operações da cidade. Esse tipo de cidade terá muitas aplicações, incluindo melhor gerenciamento de tráfego, congestionamento de tráfego e monitoramento ambiental. Para entender como as cidades inteligentes funcionam, devemos examinar o que torna uma cidade inteligente. Aqui estão cinco benefícios das cidades inteligentes:

Uma cidade atraente é uma cidade habitável. Atrai empresas e moradores. Ao incorporar a Internet das Coisas em sua infraestrutura, uma Cidade Inteligente pode melhorar o trânsito, a gestão de resíduos, o transporte e os serviços municipais. Isso torna as cidades mais eficientes e pode economizar o dinheiro das cidades. As cidades inteligentes estão ganhando popularidade em todo o mundo, com a maioria dos novos projetos concentrados na China e no Oriente Médio. Cidades em Toronto, Cingapura e Reykjavik agora estão incorporando tecnologias digitais em suas operações.

O conceito de “cidade inteligente” é um sistema complexo de sistemas interativos. Esses sistemas precisam ser transparentes e padronizados, caso contrário, eles se tornarão complicados e caros. Alguns componentes de cidades inteligentes incluem redes ópticas e com fio de alta velocidade, sensores e sistemas de transporte inteligentes. As redes industriais também podem ser organizadas com uma rede elétrica “inteligente”. E uma cidade inteligente ajudará as pessoas a administrar sua saúde e economizar dinheiro.

Por que precisa tornar a cidade inteligente?

Enquanto algumas cidades adotaram a tecnologia inteligente, outras não. As cidades inteligentes não tratam apenas de simplificar operações e interfaces digitais para infraestrutura. Eles se concentram nas pessoas e na integração de dados para tomar melhores decisões para a qualidade de vida. Essa tendência pode ajudar as cidades a melhorar suas vidas e reduzir custos enquanto alcançam um crescimento sustentável. Aqui estão três razões pelas quais as cidades inteligentes são o caminho do futuro. Eles podem ajudar a melhorar a qualidade de vida dos moradores, atrair investimentos e proteger o meio ambiente.

Cidades sustentáveis ​​podem ser energeticamente eficientes. Em Barcelona, ​​na Espanha, por exemplo, a iluminação pública inteligente aspira os resíduos das lixeiras para o armazenamento subterrâneo. Painéis solares em contêineres de lixo alertam as autoridades municipais sobre incêndios ou entupimentos. Medidores de energia inteligentes recompensam as pessoas que reduzem seu consumo de energia e podem ajudar a melhorar a saúde pública. Além de ecologicamente corretas, as cidades inteligentes também reduzem o risco de crimes, tempos de espera para táxis e caminhadas no escuro.

As cidades inteligentes ajudam a melhorar o acesso à saúde pública. Dispositivos colocados em uma cidade inteligente podem monitorar a saúde de uma pessoa e enviar dados para um médico em tempo real. Esses dispositivos podem ser usados ​​para prevenir doenças, detectar ameaças potenciais e fornecer atualizações em tempo real sobre as condições de saúde. As cidades inteligentes também ajudam a fortalecer as comunidades. Eles podem ser usados ​​para monitorar um bairro ou um grupo específico de moradores. Esse sistema pode ajudar a isolar uma população infectada, facilitando a investigação da origem da infecção.

A implementação de uma gama de aplicativos de cidades inteligentes pode reduzir as mortes no trânsito e incêndios em oito a dez por cento. Isso é o suficiente para salvar 300 vidas por ano! As cidades inteligentes também podem reduzir a criminalidade ao melhorar o tempo de resposta dos serviços de emergência. Por exemplo, câmeras de vigilância instaladas em lojas podem monitorar a atividade e fornecer evidências aos socorristas após a ocorrência de um crime. Com cidades inteligentes, esses benefícios podem aumentar nossa segurança e nossa sensação de segurança.

Aplicações de Cidade Inteligente

Estudos foram realizados sobre o impacto dos aplicativos de cidades inteligentes em uma variedade de dimensões, desde saúde e qualidade ambiental até conectividade social e participação cívica. Os aplicativos de cidades inteligentes também impactam a economia, empregos e custo de vida. Esses estudos revelam os muitos benefícios dos aplicativos de cidades inteligentes. Esta pesquisa mostra que os benefícios dos aplicativos de cidades inteligentes são muitos, mas quais terão o maior impacto na sociedade? Aqui estão alguns dos aplicativos Smart City, continue lendo para saber mais!

1. Infraestrutura inteligente

Desenvolver uma infraestrutura inteligente para aplicativos de cidades inteligentes é um aspecto fundamental para alcançar uma cidade verdadeiramente conectada. Esse tipo de tecnologia coleta, processa e distribui informações para garantir o uso mais eficaz de recursos limitados, como energia e água. Ao contrário dos sistemas tradicionais, este tipo de tecnologia permite a adaptação automática a condições variáveis. As infraestruturas de cidades inteligentes incluem redes inteligentes, edifícios, infraestrutura pública e praias. As redes inteligentes levam em consideração o comportamento dos usuários conectados a elas para otimizar o gerenciamento de recursos e minimizar perdas. Uma rede inteligente de transmissão de energia de alta tensão, por exemplo, monitora melhor os dispositivos conectados e alcança uma distribuição eficiente.

2. Gestão da Qualidade do Ar

As cidades inteligentes tornaram-se uma ferramenta importante para combater a poluição do ar. A poluição do ar pode causar doenças e até causar a morte. Com um pouco de tecnologia, cidades inteligentes podem monitorar a qualidade do ar e até transformar zonas específicas em zonas livres de emissões. Esses aplicativos de cidades inteligentes também podem banir fontes específicas de poluição do ar. Continue lendo para saber como essa tecnologia pode ser usada em cidades inteligentes. Vamos começar dando uma olhada em alguns dos problemas mais comuns de qualidade do ar.

Redes de sensores e sistemas de medição da qualidade do ar que podem ser usados ​​em cidades inteligentes estão se tornando mais amplamente disponíveis. Sensores podem ser instalados em semáforos, que podem ser colocados altos o suficiente para serem protegidos de vândalos e baixos o suficiente para medir o ar que as pessoas estão respirando. As luzes inteligentes também podem ser conectadas diretamente a veículos híbridos. Quando os níveis de poluição são altos, o sistema pode mudar automaticamente esses veículos para o modo elétrico. Em última análise, essa tecnologia está abrindo caminho para cidades inteligentes.

rede industrial de gerenciamento de qualidade do ar de cidade inteligente

3. Estacionamento Inteligente

Adicionar soluções de estacionamento inteligentes às cidades não apenas melhorará o fluxo de tráfego, mas também beneficiará imóveis, transportes, serviços públicos e patrimônio cultural. Por exemplo, ao identificar quais vagas de estacionamento são populares, as autoridades da cidade poderão criar padrões de fluxo de tráfego e evitar congestionamentos. Além disso, essas soluções podem ajudar a melhorar o saneamento dos hospitais. Com todos esses benefícios, o estacionamento em cidades inteligentes é um componente necessário no desenvolvimento de cidades inteligentes.

4. Gestão de Tráfego

Uma variedade de hardware de gerenciamento de tráfego é usada para controlar o uso da estrada. Veículos de alto desempenho coletam dados como inventário, geometria e fotogrametria de 360 ​​graus. Os sistemas de gerenciamento de tráfego também usam estações automáticas de contagem de veículos para fornecer informações históricas e atuais sobre o uso do veículo. Vários tipos de dados são coletados do hardware de gerenciamento de tráfego para determinar onde e como o tráfego está se movendo e gerenciá-lo adequadamente. Os sistemas de gerenciamento de tráfego ajudam a gerenciar o fluxo de tráfego na cidade e também podem ajudar a determinar a reabilitação necessária para as estradas.

rede industrial de cidade inteligente

5. Gestão Inteligente de Resíduos

A solução inteligente de gerenciamento de resíduos baseada em IIoT usa sensores para monitorar o movimento, o volume e a temperatura da lixeira. Além disso, as câmeras do painel podem monitorar a localização e outras condições, aprimorando o gerenciamento da frota sinalizando a manutenção programada. Os benefícios das lixeiras IoT são muitos. As soluções inteligentes de gerenciamento de resíduos usam vários elementos de TI diferentes para reduzir os custos operacionais e melhorar a eficiência. O conceito de um sistema inteligente de gerenciamento de resíduos visa melhorar a satisfação do cidadão, reduzindo o tráfego e melhorando o meio ambiente. Ele faz isso otimizando as taxas de detecção de resíduos e sistemas de transmissão sem fio. 

Vantagens do switch de rede industrial

Entre as várias vantagens do switch de rede industrial, estão sua capacidade de se adaptar a um amplo ambiente de temperatura, sua longa vida útil e seu super desempenho anti-interferência. Além disso, o switch pode ser instalado em uma rede industrial sem afetar o desempenho geral da rede. Se você está se perguntando como esse tipo de mudança pode melhorar seus negócios, continue lendo. Afinal, o objetivo desse tipo de switch é tornar sua transmissão de dados mais direcionada e controlada.

1. Adapte-se ao ambiente de temperatura ampla

Um switch de rede industrial deve ser projetado para suportar as condições mais difíceis. Os switches Ethernet industriais precisam ser robustos e suportar grandes flutuações de temperatura. Ao contrário de um switch Ethernet típico, os switches industriais precisam suportar fortes vibrações e choques. Ao contrário de um switch Ethernet típico, os switches industriais devem ser capazes de suportar mudanças de temperatura.

2. Longa vida útil

Enquanto os switches de tecnologia da informação empresarial são ideais para aplicações de data center, os switches industriais são construídos para ambientes com condições mais adversas. Eles normalmente apresentam uma classificação de proteção IP40 e são aprovados para locais perigosos. Comparados aos switches Ethernet comuns, os switches industriais são duráveis, suportam variações extremas de temperatura e ruído elétrico e podem ser instalados nos ambientes mais hostis. Veja como determinar se um switch Ethernet industrial é a escolha certa para o seu projeto.

Um switch industrial é construído para suportar condições adversas e acompanhar suas necessidades de rede por muitos anos. Como o tempo de inatividade custa muito no ambiente industrial, um switch Ethernet industrial é construído para durar muito tempo. Essa durabilidade é particularmente útil em locais remotos, onde a equipe de TI pode não estar disponível para reparar componentes. Isso significa que os switches Ethernet industriais podem durar até 10 anos ou mais. Um switch de TI comercial pode fornecer apenas uma vida útil de 1.5 a 3 anos, enquanto um switch Ethernet industrial pode fornecer conectividade confiável por anos.

3. Super desempenho anti-interferência

Os interruptores industriais são especialmente projetados para suportar uma variedade de condições, incluindo altas temperaturas, poeira pesada e condições ambientais adversas. Por causa de seus altos requisitos de componentes, esses interruptores geralmente são construídos em invólucros de metal robusto para maior resistência física e proteção. As tampas com classificação IP30 protegem as portas Ethernet não utilizadas. Além disso, esses switches podem ser montados em um trilho DIN de 35 mm. Além disso, eles têm opções para montar o painel traseiro.

O Switch Ethernet Industrial foi desenvolvido para atender às necessidades de aplicações industriais flexíveis. O switch pode fornecer uma solução de comunicação Ethernet industrial econômica. Seu design se concentra no design do loop, que pode ser de anel único ou multi-anel. 

4. Rede de Anel Rápido

Este tipo de rede permite que os dados sejam transmitidos de forma rápida e confiável entre diferentes estações de trabalho. Como os dispositivos na rede estão interconectados, esse tipo de rede pode suportar várias estações de trabalho e também é adaptável e flexível o suficiente para acomodar novos dispositivos. Em comparação com as topologias em estrela, uma rede em anel pode lidar com mais dispositivos em um espaço menor.

Este tipo de rede é baseado no Media Redundancy Protocol, um protocolo baseado em padrões que garante um failover rápido. Usando este método, cada switch tem uma conexão redundante com a rede. Esse projeto também permite uma infraestrutura de cabeamento mais simples e econômica. Uma Fast Ring Network é uma boa opção para ambientes industriais, onde um único ponto pode atrapalhar a produção. 

5. Redução de ruído

Os switches Ethernet industriais suportam cabos trançados e de fibra óptica. O cabeamento de fio trançado é suficiente para distâncias curtas, mas em muitos ambientes industriais, o cabeamento de fibra ótica oferece mais flexibilidade e alcance. Em ambientes ruidosos, o ruído elétrico pode interromper a conectividade da rede. É por isso que os switches ethernet industriais ajudam a diminuir o ruído e melhorar a conectividade de rede. Além da redução de ruído, os switches ethernet industriais também apresentam uma largura de banda mais ampla.

Ao contrário dos switches PoE padrão, os switches PoE industriais apresentam entradas de energia redundantes. Ao contrário dos switches padrão, os switches PoE industriais podem formar redes redundantes com tempo de inatividade mínimo devido a questões ambientais. Eles apresentam tempos de autocorreção rápidos, permitindo que eles se recuperem de caminhos de dados com falha em menos de 50 milissegundos. Além disso, os switches PoE industriais fornecem segurança robusta, permitindo que uma rede funcione mesmo quando a fonte de alimentação cai. Além disso, os switches são equipados com um firewall robusto que protege os dados.

Pensamento final

A implementação será fundamental, mas os verdadeiros benefícios da IIoT serão encontrados quando os sistemas de vários domínios forem integrados. Imagine uma cidade inteligente que inclua dezenas de departamentos normalmente isolados. Por exemplo, um hospital público usa energia solar e eólica, além de geradores a diesel. Um sistema IIoT pode gerenciar cargas de energia e geradores de energia. Também pode se integrar a um sistema de automação predial.

Para implantar soluções IIoT, as cidades devem ser capazes de gerenciar os enormes volumes de dados que geram. Como as cidades contêm grandes redes de infraestrutura, a IIoT é uma candidata ideal para essa abordagem. Ao implantar soluções de cidades inteligentes, esses projetos conectam as cidades e agregam inteligência ao sistema. Os desafios, no entanto, muitas vezes são mais assustadores do que as oportunidades. Neste artigo, veremos alguns dos desafios na implantação da IIoT e como ela pode ajudar as cidades.