Cum rețelele industriale fac un oraș inteligent

De Phillip Dodd, responsabil tehnologic IIoT Engineering Infrastructure & Security, Fiberroad Technology
rețele industriale ale orașelor inteligente

Dacă sunteți nou în lumea rețelelor, veți fi interesat să aflați mai multe despre comutatoarele de rețea industriale. Aceste comutatoare oferă conectivitate Ethernet de înaltă densitate și redundanță a traficului multicast la nivel de milisecunde. Sunt ideale pentru infrastructura critică a orașului, transport și aplicații de supraveghere.

Atât pentru orașele inteligente, cât și pentru IIoT, combinația dintre tehnologiile de comunicare tradiționale și inovatoare este crucială. Pentru a furniza aceste servicii, obiectele inteligente trebuie să comunice și să exploateze datele în timp real. Conectivitatea este asigurată folosind o serie de tehnologii și protocoale, care sunt alese în funcție de cerințele aplicației.

Ce este un comutator de rețea industrial?

An Comutator de rețea industrială de asemenea, cunoscut sub numele de Comutator Ethernet industrial este un dispozitiv de rețea care acceptă o mare varietate de industrii. Se concentrează pe designul buclei pentru a oferi flexibilitate, comunicații Ethernet industriale rentabile. Aceste dispozitive au inele unice și multiple pentru a îndeplini cerințele unice ale diferitelor industrii. 

Un comutator de rețea industrială permite transmiterea controlată și direcționată a datelor. Un comutator de rețea industrială este de obicei localizat fizic și configurat pentru a fi poziționat optim. Comutatoarele industriale pot fi neadministrate sau gestionate. Switch-urile Ethernet gestionate oferă mai multe opțiuni de redundanță, inclusiv topologii de inel și Protocolul Rapid Spanning Tree. 

Ce este Smart City?

Un Smart City este o zonă urbană avansată din punct de vedere tehnologic. Utilizează senzori și metode electronice pentru a colecta date pentru a-și gestiona resursele și activele mai eficient. Aceste date sunt apoi folosite pentru a îmbunătăți operațiunile orașului. Acest tip de oraș va avea multe aplicații, inclusiv gestionarea îmbunătățită a traficului, congestionarea traficului și monitorizarea mediului. Pentru a înțelege cum funcționează orașele inteligente, ar trebui să examinăm ceea ce face un oraș inteligent. Iată cinci beneficii ale orașelor inteligente:

Un oraș atractiv este un oraș locuibil. Atrage deopotrivă întreprinderile și locuitorii. Încorporând Internetul lucrurilor în infrastructura sa, un oraș inteligent poate îmbunătăți traficul, gestionarea deșeurilor, transportul și serviciile municipale. Acest lucru face orașele mai eficiente și le poate economisi bani. Orașele inteligente câștigă popularitate în întreaga lume, majoritatea proiectelor noi fiind concentrate în China și Orientul Mijlociu. Orașele din Toronto, Singapore și Reykjavik încorporează acum tehnologii digitale în operațiunile lor.

Conceptul de „oraș inteligent” este un sistem complex de sisteme care interacționează. Aceste sisteme trebuie să fie transparente și standardizate, deoarece, altfel, vor deveni greoaie și costisitoare. Unele componente ale orașului inteligent includ rețele optice și cu fir de mare viteză, senzori și sisteme de transport inteligente. Rețelele industriale pot fi organizate și cu o rețea electrică „inteligentă”. Iar un oraș inteligent îi va ajuta pe oameni să-și gestioneze sănătatea și să economisească bani.

De ce trebuie să facem orașul inteligent?

În timp ce unele orașe au îmbrățișat tehnologia inteligentă, altele nu. Orașele inteligente nu se referă doar la eficientizarea operațiunilor și a interfețelor digitale către infrastructură. Se concentrează pe oameni și pe integrarea datelor pentru a lua decizii mai bune pentru calitatea vieții. Această tendință poate ajuta orașele să-și îmbunătățească viața și să reducă costurile, obținând în același timp o creștere durabilă. Iată trei motive pentru care orașele inteligente sunt calea viitorului. Acestea pot ajuta la îmbunătățirea calității vieții rezidenților, atrage investiții și protejează mediul.

Orașele durabile pot fi eficiente din punct de vedere energetic. În Barcelona, ​​Spania, de exemplu, iluminatul public inteligent aspiră deșeurile din pubele în depozitele subterane. Panourile solare de pe containerele de deșeuri alertează oficialii orașului despre incendii sau înfundari. Contoarele inteligente de energie recompensează persoanele care își reduc consumul de energie și pot contribui la îmbunătățirea sănătății publice. Pe lângă faptul că sunt ecologice, orașele inteligente reduc și riscul crimei, timpii de așteptare pentru taxiuri și mersul pe întuneric.

Orașele inteligente ajută la îmbunătățirea accesului la sănătatea publică. Dispozitivele amplasate într-un oraș inteligent pot monitoriza sănătatea unei persoane și pot trimite date unui medic în timp real. Aceste dispozitive pot fi utilizate pentru a preveni bolile, pentru a detecta potențialele amenințări și pentru a oferi actualizări în timp real despre condițiile de sănătate. Orașele inteligente ajută, de asemenea, la consolidarea comunităților. Ele pot fi folosite pentru a monitoriza un cartier sau un anumit grup de rezidenți. Un astfel de sistem poate ajuta la izolarea unei populații infectate, facilitând investigarea sursei infecției.

Implementarea unei game de aplicații pentru orașe inteligente poate reduce decesele în traficul rutier și incendiile cu opt până la zece procente. Este suficient pentru a salva 300 de vieți pe an! Orașele inteligente pot reduce, de asemenea, criminalitatea prin îmbunătățirea timpului de răspuns pentru serviciile de urgență. De exemplu, camerele de supraveghere instalate în magazine pot monitoriza activitatea și pot oferi dovezi respondenților după ce a avut loc o infracțiune. Cu orașele inteligente, aceste beneficii ne pot crește securitatea și sentimentul nostru de securitate.

Aplicații Smart City

Au fost efectuate studii privind impactul aplicațiilor pentru orașe inteligente pe o serie de dimensiuni, de la sănătate și calitatea mediului până la conexiunea socială și participarea civică. Aplicațiile pentru orașe inteligente influențează, de asemenea, economia, locurile de muncă și costul vieții. Aceste studii dezvăluie numeroasele beneficii ale aplicațiilor pentru orașe inteligente. Această cercetare arată că beneficiile aplicațiilor smart city sunt multe, dar care vor avea cel mai mare impact asupra societății? Iată câteva dintre aplicațiile Smart City, citiți mai departe pentru a afla mai multe!

1. Infrastructură inteligentă

Dezvoltarea unei infrastructuri inteligente pentru aplicații Smart City este un aspect cheie al realizării unui oraș cu adevărat conectat. Acest tip de tehnologie colectează, procesează și distribuie informații pentru a asigura cea mai eficientă utilizare a resurselor limitate, cum ar fi energia și apa. Spre deosebire de sistemele tradiționale, acest tip de tehnologie permite adaptarea automată la condițiile în schimbare. Infrastructurile orașelor inteligente includ rețele inteligente, clădiri, infrastructură publică și plaje. Rețelele inteligente țin cont de comportamentul utilizatorilor conectați la acestea pentru a optimiza gestionarea resurselor și a minimiza pierderile. O rețea inteligentă de transport de energie de înaltă tensiune, de exemplu, monitorizează mai bine dispozitivele conectate și realizează o distribuție eficientă.

2. Managementul calității aerului

Orașele inteligente au devenit un instrument important pentru combaterea poluării aerului. Poluarea aerului poate provoca boli și chiar poate provoca moartea. Cu puțină tehnologie, orașele inteligente pot monitoriza calitatea aerului și chiar pot transforma anumite zone în zone fără emisii. Aceste aplicații pentru orașe inteligente pot interzice, de asemenea, anumite surse de poluare a aerului. Citiți mai departe pentru a afla cum poate fi utilizată această tehnologie în orașele inteligente. Să începem cu o privire la unele dintre cele mai frecvente probleme de calitate a aerului.

Rețelele de senzori și sistemele de măsurare a calității aerului care pot fi utilizate în orașele inteligente devin din ce în ce mai disponibile. Senzorii pot fi instalați la luminile stradale, care pot fi plasate suficient de sus pentru a fi ferite de vandali, în timp ce suficient de jos pentru a măsura aerul pe care oamenii îl respiră. Luminile inteligente pot fi, de asemenea, conectate direct la vehiculele hibride. Când nivelurile de poluare sunt ridicate, sistemul poate comuta automat aceste vehicule în modul electric. În cele din urmă, această tehnologie deschide calea pentru orașele inteligente.

rețea industrială de management al calității aerului în oraș inteligent

3. Parcare inteligentă

Adăugarea de soluții inteligente de parcare în orașe nu numai că va îmbunătăți fluxul de trafic, dar va beneficia și de imobiliare, transport, utilități și moștenire culturală. De exemplu, prin identificarea locurilor de parcare care sunt populare, autoritățile orașului vor putea să creeze modele de flux de trafic și să evite aglomerația. Mai mult, aceste soluții pot contribui la îmbunătățirea igienizării spitalelor. Cu toate aceste beneficii, parcarea smart city este o componentă necesară în dezvoltarea orașelor inteligente.

4. Managementul Traficului

O varietate de hardware de gestionare a traficului este utilizată pentru a controla utilizarea drumului. Vehiculele de înaltă performanță colectează date precum inventarul, geometria și fotogrammetria la 360 de grade. Sistemele de management al traficului folosesc, de asemenea, stații automate de numărare a vehiculelor pentru a furniza informații istorice și actuale despre utilizarea vehiculului. Diverse tipuri de date sunt colectate din hardware-ul de gestionare a traficului pentru a determina unde și cum se mișcă traficul și pentru a-l gestiona în consecință. Sistemele de management al traficului ajută la gestionarea fluxului de trafic în oraș și, de asemenea, pot ajuta la determinarea reabilitării necesare drumurilor.

rețea industrială a orașului inteligent

5. Gestionarea inteligentă a deșeurilor

Soluția inteligentă de gestionare a deșeurilor bazată pe IIoT utilizează senzori pentru a monitoriza mișcarea, plinătatea și temperatura coșului de gunoi. În plus, camerele de bord pot monitoriza locația și alte condiții, îmbunătățind gestionarea flotei prin semnalarea întreținerii programate. Beneficiile coșurilor de gunoi IoT sunt multe. Soluțiile inteligente de gestionare a deșeurilor utilizează mai multe elemente IT disparate pentru a reduce costurile operaționale și pentru a îmbunătăți eficiența. Conceptul unui sistem inteligent de management al deșeurilor are ca scop îmbunătățirea satisfacției cetățenilor prin reducerea traficului și îmbunătățirea mediului. Face acest lucru prin optimizarea ratelor de detectare a deșeurilor și a sistemelor de transmisie fără fir. 

Avantajele comutatorului de rețea industrială

Printre diversele avantaje ale comutatorului de rețea industrială se numără capacitatea sa de a se adapta la un mediu cu temperatură larg, durata de viață lungă și performanța sa super anti-interferențe. În plus, comutatorul poate fi instalat pe o rețea industrială fără a afecta performanța generală a rețelei. Dacă vă întrebați cum acest tip de comutare vă poate îmbunătăți afacerea, citiți mai departe. La urma urmei, scopul acestui tip de comutare este de a face transmisia de date mai direcționată și controlată.

1. Adaptați-vă la mediul cu temperatură largă

Un comutator de rețea industrial trebuie să fie proiectat pentru a rezista la cele mai dure condiții. Switch-urile Ethernet industriale trebuie să fie robuste și să reziste la fluctuații mari de temperatură. Spre deosebire de un comutator Ethernet tipic, comutatoarele industriale trebuie să reziste la vibrații și șocuri puternice. Spre deosebire de un comutator Ethernet obișnuit, comutatoarele industriale trebuie să fie capabile să reziste la schimbările de temperatură.

2. Durată lungă de viață

În timp ce comutatoarele pentru tehnologia informației de afaceri sunt ideale pentru aplicațiile din centrele de date, comutatoarele industriale sunt construite pentru medii cu condiții mai dure. Acestea au de obicei un grad de protecție IP40 și sunt aprobate pentru locații periculoase. În comparație cu comutatoarele Ethernet obișnuite, comutatoarele industriale sunt durabile, rezistă la variațiile extreme de temperatură și la zgomotul electric și pot fi instalate în cele mai dure medii. Iată cum puteți determina dacă un comutator Ethernet industrial este o alegere potrivită pentru proiectul dvs.

Un comutator industrial este construit pentru a rezista în condiții dure și pentru a ține pasul cu nevoile rețelei dumneavoastră timp de mulți ani. Deoarece timpul de nefuncționare costă mult în mediul industrial, un comutator Ethernet industrial este construit pentru a dura mult timp. Această durabilitate este deosebit de utilă în locații îndepărtate, unde este posibil ca personalul IT să nu fie disponibil pentru repararea componentelor. Aceasta înseamnă că comutatoarele Ethernet industriale pot dura până la 10 ani sau mai mult. Un comutator IT de afaceri poate oferi doar o durată de viață de 1.5-3 ani, în timp ce un comutator Ethernet industrial poate oferi conectivitate fiabilă ani de zile.

3. Performanță super anti-interferență

Comutatoarele industriale sunt special concepute pentru a rezista la o varietate de condiții, inclusiv temperaturi ridicate, praf greu și condiții de mediu dure. Datorită cerințelor ridicate de componente, aceste comutatoare sunt adesea construite în carcase metalice robuste pentru rezistență fizică și protecție sporită. Capacele cu clasificare IP30 protejează porturile Ethernet neutilizate. Mai mult, aceste comutatoare se pot monta pe o șină DIN de 35 mm. În plus, au opțiuni pentru montarea panoului din spate.

Comutatorul Ethernet industrial a fost dezvoltat pentru a răspunde nevoilor aplicațiilor industriale flexibile. Comutatorul poate oferi o soluție de comunicații Ethernet industrială rentabilă. Designul său se concentrează pe designul buclei, care poate fi fie cu un singur inel, fie cu mai multe inele. 

4. Fast Ring Network

Acest tip de rețea permite transmiterea rapidă și fiabilă a datelor între diferite stații de lucru. Deoarece dispozitivele din rețea sunt interconectate, acest tip de rețea poate suporta numeroase stații de lucru și este, de asemenea, suficient de adaptabilă și flexibilă pentru a găzdui dispozitive noi. În comparație cu topologiile în stea, o rețea inel poate gestiona mai multe dispozitive într-un spațiu mai mic.

Acest tip de rețea se bazează pe Media Redundancy Protocol, un protocol bazat pe standarde care garantează o failover rapidă. Folosind această metodă, fiecare comutator are o conexiune redundantă la rețea. Acest design permite, de asemenea, o infrastructură de cablare mai simplă și mai eficientă din punct de vedere al costurilor. O rețea Fast Ring este o opțiune bună pentru mediile industriale, unde un singur punct poate perturba producția. 

5. Reducerea zgomotului

Switch-urile Ethernet industriale acceptă atât cabluri răsucite, cât și cablarea cu fibră optică. Cablarea cu fire răsucite este suficientă pentru distanțe scurte, dar în multe setări industriale, cablarea cu fibră optică oferă mai multă flexibilitate și gamă. În mediile zgomotoase, zgomotul electric poate perturba conexiunea la rețea. Acesta este motivul pentru care comutatoarele Ethernet industriale ajută la atenuarea zgomotului și la îmbunătățirea conectivității la rețea. Pe lângă reducerea zgomotului, comutatoarele Ethernet industriale oferă și o lățime de bandă mai mare.

Spre deosebire de comutatoarele PoE standard, comutatoarele PoE industriale au intrări de alimentare redundante. Spre deosebire de comutatoarele standard, comutatoarele industriale PoE pot forma rețele redundante cu timpi de nefuncționare minim din cauza problemelor de mediu. Acestea oferă timpi de auto-vindecare rapid, permițându-le să se recupereze din căile de date eșuate în mai puțin de 50 de milisecunde. Mai mult, comutatoarele industriale PoE oferă o securitate robustă, permițând unei rețele să funcționeze chiar și atunci când sursa de alimentare scade. Mai mult, comutatoarele sunt echipate cu un firewall robust care protejează datele.

Gândirea finală

Implementarea va fi cheia, dar adevăratele beneficii ale IIoT vor fi găsite atunci când sistemele din mai multe domenii sunt integrate. Imaginați-vă un oraș inteligent care include zeci de departamente situate în mod normal. De exemplu, un spital public folosește atât energie solară, cât și eoliană, precum și generatoare diesel. Un sistem IIoT ar putea gestiona sarcinile de energie și generatoarele de energie. Se poate integra și cu un sistem de automatizare a clădirii.

Pentru a implementa soluții IIoT, orașele trebuie să fie capabile să gestioneze volumele masive de date pe care le generează. Deoarece orașele conțin rețele mari de infrastructură, IIoT este un candidat ideal pentru această abordare. Prin implementarea soluțiilor pentru orașe inteligente, aceste proiecte conectează orașele și adaugă inteligență sistemului. Cu toate acestea, provocările sunt adesea mai descurajante decât oportunitățile. În acest articol, vom analiza câteva dintre provocările în implementarea IIoT și modul în care acesta poate ajuta orașele.