Άρθρα με την ετικέτα ‘Internet of Things’

 

των Αναστάσιου Καραφυλλίδη & Βικτώριας Ριζούλη

 

Internet of Things – Smart Cities

«Internet of Things» ή αλλιώς και «διαδίκτυο των πραγμάτων», είναι ένας όρος που συζητιέται πολύ στις μέρες μας και τείνει να αποτελέσει την καθημερινότητα εκατομμυρίων ανθρώπων στο άμεσο μέλλον. Πρόκειται για μια ιδέα που αφορά συσκευές, αντικείμενα και γενικότερα «πράγματα», τα οποία είναι συνδεδεμένα αδιαλείπτως μεταξύ τους και μάλιστα σε παγκόσμια εμβέλεια, ενώ έκαναν την εμφάνισή τους με την τεχνολογία RFID. Στη συνέχεια, η έννοια αυτή συνέχισε να επεκτείνεται έως το σημερινό όραμα που προβλέπει μια πληθώρα ετερόκλητων αντικειμένων που αλληλεπιδρούν με το φυσικό περιβάλλον.

Μια υλοποίηση λοιπόν της παραπάνω αυτής έννοιας είναι οι έξυπνες πόλεις ή αλλιώς και «smart cities». Αφορά τη βελτίωση των πόλεων στην επίλυση προβλημάτων και την καινοτομία με χρήση νοημοσύνης – ευφυΐας, η οποία προσδιορίζεται ανάλογα με τους Πολίτες, τα συνεργαζόμενα συστήματα, τη γενικότερη ψηφιακή υποδομή και τα εργαλεία που μια κοινότητα είναι σε θέση να προσφέρει στους Πολίτες της. Μια έξυπνη πόλη επομένως, στηρίζεται σε έξι πλαίσια  κυρίως βασικών αξόνων, που έχουν να κάνουν με την περιφερειακή ανταγωνιστικότητα, τις μεταφορές, την οικονομία, τους φυσικούς πόρους, το κεφάλαιο τόσο το ανθρώπινο όσο και το κοινωνικό, καθώς και την ποιότητα ζωής, σε συνδυασμό με τη συμμετοχή των Πολιτών στη διακυβέρνηση των πόλεων.

Smart Lighting

Μια λύση συνεπώς  για την υλοποίηση επιμέρους τομέων της έξυπνης πόλης αποτελεί η έξυπνη φωταγώγηση ή αλλιώς και «smart lighting». Η κεντρική ιδέα αναφέρεται στην απομακρυσμένη διαχείριση δημόσιας φωταγώγησης που θα ελέγχεται από συνδυασμό δεδομένων που θα προκύπτουν από αισθητήρες φωτός, βροχής και κίνησης μέσω των οποίων θα ρυθμίζεται το άναμμα και το σβήσιμό τους. Πιθανές επιπρόσθετες δυνατότητες είναι η διαφοροποίηση λειτουργίας του συστήματος σε κατοικημένες περιοχές και σε μη κατοικημένες περιοχές, καθώς επίσης και η προσαρμοσμένη συμπεριφορά του συστήματος σε περιπτώσεις έκτακτης ανάγκης.

smart lighting

Έξυπνο σύστημα

Το «Έξυπνο σύστημα» θα αποτελείται από συσκευές, οι οποίες θα μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους, στο πλαίσιο δημιουργίας ενός ασύρματου δικτύου αισθητήρων, του οποίου η τοπολογία θα ρυθμίζεται ανάλογα με τις απαιτήσεις της εκάστοτε τοποθεσίας. Επίσης, σε κάθε συσκευή θα υπάρχουν αισθητήρες φωτός, κίνησης και υγρασίας για τη ρύθμιση των λαμπτήρων, ενώ κάθε επιμέρους συσκευή θα συνδέεται, μέσω Zigbee τεχνολογίας σε ένα gateway, όπου και θα γίνεται η αποστολή των δεδομένων που θα συλλέγονται από τους αισθητήρες, προκειμένου να πραγματοποιηθεί η περαιτέρω συγκέντρωσή τους σε βάση δεδομένων, η επεξεργασία – διαχείριση και η παροχή ή η παρουσίαση τους σε κάθε φορέα, αρχή ή φυσικό πρόσωπό που το επιθυμεί.

έξυπνο σύστημα

Οφέλη – Πλεονεκτήματα συστήματος

Οι ευρωπαϊκές χώρες ξοδεύουν πάνω από 10 δισ. ευρώ το χρόνο για τον φωτισμό των δρόμων, ποσό που αντιστοιχεί στο 40% των δαπανών της κάθε χώρας για την ενέργεια. Επιπλέον, η ενέργεια αυτή μεταφράζεται σε 40 εκατ. τόνους εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα το χρόνο. Το παρόν σύστημα μειώνει το κόστος ενέργειας και τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα κατά 80%, ενώ το κόστος συντήρησής του μειώνεται κατά 50%, χάρη στους ενσωματωμένους ασύρματους αισθητήρες που ειδοποιούν το κέντρο ελέγχου όταν ένας λαμπτήρας χρειάζεται επισκευή.

Αντίστοιχου τύπου μικρή έρευνα θα διεξαχθεί και για τη χώρα μας, μέσω της συγκέντρωσης ομοειδών δεδομένων διαφόρων περιοχών της, προκειμένου να δημιουργηθεί η βάση για μια περισσότερο ρεαλιστική αξιολόγηση των πλεονεκτημάτων που αναμένεται να προσφέρει το παρόν σύστημα. Ωστόσο, σε γενικές γραμμές, αναμένεται ότι θα συμβάλει στην παροχή καλύτερης εξυπηρέτησης και ασφάλειας στους Πολίτες, σε συνδυασμό με μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και φυσικά της εξοικονόμησης ενέργειας και κόστους.

 

Οι ασύρματες επικοινωνίες στην υπηρεσία της Έξυπνης Πόλης

Η ολοένα αυξανόμενη ανάγκη για βελτίωση της ποιότητας ζωής των κατοίκων στα μεγάλα αστικά κέντρα έχει ωθήσει τα τελευταία χρόνια την παγκόσμια κοινότητα στη δημιουργία ενός νέου πεδίου επιστημονικής έρευνας με τον όρο Έξυπνη Πόλη. Βασική περιοχή της έρευνας αυτής αποτελεί το IoT (Internet of Things), το οποίο σύμφωνα με την Gartner περιλαμβάνεται μεταξύ άλλων στις 10 κορυφαίες στρατηγικές τάσεις της τεχνολογίας που θα έχουν σημαντικό αντίκτυπο στις επιχειρήσεις τα επόμενα τρία χρόνια.

Ο όρος IoT περιγράφει την ιδέα ενός κόσμου όπου διάφορες συσκευές και φυσικά αντικείμενα είναι συνδεδεμένα στο διαδίκτυο. Στην εξέλιξη λοιπόν του Internet σε IoT πρωταρχικό ρόλο έχουν οι συσκευές. Κάθε αντικείμενο θα χρησιμοποιεί συστήματα αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων (RFID) όπως το NFC, το Bluetooth Low Energy (Apple iBeacon, Paypal Beacon) και το WiFi για την ανταλλαγή πληροφοριών.

Οι εφαρμογές που θα μπορούσαν να επωφεληθούν από τη νέα εποχή στην οποία εισέρχεται το διαδίκτυο σχετίζονται με τα έξυπνα κτίρια, τις ευφυείς μεταφορές, την εξοικονόμηση ενέργειας και νερού, τον τουρισμό, τη δημόσια υγεία και ασφάλεια, την εκπαίδευση, τη συμμετοχή των πολιτών στα κοινά.

Στη συνέχεια θα δούμε αναλυτικά μία από τις διαθέσιμες τεχνολογίες στην υπηρεσία της Έξυπνης Πόλης, το NFC.

 

Περιγραφή της τεχνολογίας NFC

Το NFC (Near field communication) ή αλλιώς «επικοινωνία κοντινού πεδίου» αποτελεί μια ασύρματη τεχνολογία διασυνδεσιμότητας η οποία επιτρέπει την ανταλλαγή πληροφοριών ανάμεσα σε συσκευές όπως smartphones και tablets.

Το NFC είναι ένα ανοικτό πρότυπο και προωθείται κυρίως μέσω του NFC Forum το οποίο δημιουργήθηκε από τις εταιρείες Nokia, Philips και Sony και αριθμεί περισσότερα από 180 μέλη παγκοσμίως.

Η λειτουργία του NFC είναι αρκετά απλή: αρκεί να πλησιάσουν μεταξύ τους δύο συσκευές που υποστηρίζουν NFC για να αλληλεπιδράσουν και να ανταλλάξουν πληροφορίες σε αντίθεση με τις τεχνολογίες Bluetooth και WiFi στις οποίες προϋπόθεση για την επικοινωνία των συσκευών αποτελεί η εδραίωση της σύνδεσης (ενεργοποίηση-ανακάλυψη-σύζευξη).

Η συχνότητα λειτουργίας της τεχνολογίας NFC είναι τα 13.56 MHz ενώ υποστηρίζει ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων έως και 424 κbps. Η απόσταση που μπορούν να αλληλεπιδράσουν δύο NFC συσκευές θεωρητικά είναι τα 20 εκατοστά αλλά πρακτικά δεν ξεπερνάει τα 4-5 εκατοστά.

Το πλαίσιο λειτουργίας της NFC τεχνολογίας ορίζει δύο τρόπους λειτουργίας:

(α) Τον ενεργό, κατά τον οποίο και οι δύο συσκευές παράγουν ένα RF σήμα μέσω του οποίου πραγματοποιείται η μεταφορά των δεδομένων, και

(β) Τον παθητικό, κατά τον οποίο μόνο η μία συσκευή παράγει RF σήμα ενώ η άλλη συσκευή λειτουργεί ως «στόχος» μεταφέροντας τα δεδομένα στην πρώτη χωρίς να τροφοδοτείται από εξωτερική πηγή ενέργειας (π.χ. μπαταρίες).

Η τεχνολογία NFC έχει ενσωματωθεί σε πληθώρα συσκευών από κατασκευαστές όπως Nokia, HTC, Samsung, RIM (Blackberry), Sony και LG οι οποίοι στηρίζουν την τεχνολογία αυτή. Μεταξύ των παραπάνω, έρχονται να προστεθούν και εταιρείες λογισμικού όπως η Google η οποία διαθέτει διεπαφές (API’s) που επιτρέπουν στην προγραμματιστική κοινότητα να αναπτύξουν εφαρμογές που στηρίζονται στην τεχνολογία NFC. Σύμφωνα με μελέτη της Berg Insight, πάροχο επιχειρηματικής ευφυΐας για τη βιομηχανία των τηλεπικοινωνιών, η εγκατεστημένη βάση των NFC συσκευών αναμένεται να φτάσει τα 2,1 δισεκατομμύρια μονάδες μέχρι το τέλος του 2017 αποτελώντας έτσι βασική τεχνολογική συνιστώσα όλων των έξυπνων συσκευών.

Ας δούμε όμως ορισμένες εφαρμογές οι οποίες είναι ήδη διαθέσιμες και αξιοποιούν την τεχνολογία NFC.

(1) Στη λιανική, όπου μια συσκευή NFC μπορεί να λειτουργεί ως scanner διαβάζοντας πληροφορίες από RFID tags (μικρά αυτοκόλλητα τσιπ). Για παράδειγμα θα μπορούσε κάποιος να πλησιάζει τη συσκευή του σε RFID tags τοποθετημένα στην είσοδο ενός πολυκαταστήματος και να λαμβάνει τις προσφορές σε διάφορα είδη. Αντίστοιχα, το ίδιο σενάριο θα μπορούσε να αφορά και ένα σουπερμάρκετ ή ακόμη και ένα εστιατόριο όπου με τον ίδιο τρόπο θα μπορεί ο καταναλωτής να ενημερώνεται για τις τιμές των προϊόντων, τις προσφορές και επιπλέον για τα συστατικά των προϊόντων και τη διατροφική τους αξία.

(2) Σε οποιουδήποτε είδους πληρωμές, για παράδειγμα στις καθημερινές αγορές μικρής αξίας, αντικαθιστώντας μετρητά (κέρματα), πιστωτικές, χρεωστικές και προπληρωμένες κάρτες. Το 2007 η Visa εισήγαγε μια ανεπαφική (contactless) τεχνολογία πληρωμής την Visa payWave, που επιτρέπει στους κατόχους Visa να πλησιάζουν την κάρτα τους ή τη φορητή τους συσκευή σε τερματικά πληρωμής για να πραγματοποιήσουν τη συναλλαγή (πληρωμή). Παρόμοια τεχνολογία έχει υλοποιήσει και η Mastercard με το Paypass την οποία διαθέτει η Eurobank στην ελληνική αγορά για την πραγματοποίηση συναλλαγών σε επιλεγμένα καταστήματα (Γερμανός, Cosmote, ΖΑRA, Bershka, Jumbo, Starbucks, κ.α.).

(3) Ως επαγγελματική κάρτα, για την ανταλλαγή των στοιχείων των επαφών (όνομα, διεύθυνση, τηλέφωνο, email, κτλ.). που είναι καταχωρημένα στις συσκευές μας.

Οι παραπάνω εφαρμογές είναι ενδεικτικές των δυνατοτήτων της τεχνολογίας NFC η οποία μπορεί να απλοποιήσει και να διευκολύνει την καθημερινότητά μας.