Mạng truyền thông 5G.

So với mạng 4G, 5G cung cấp tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn và khả năng kết nối nhiều thiết bị hơn cùng lúc. Về cơ bản, 5G cho phép triển khai IIoT khi hỗ trợ hàng tỷ kết nối thiết bị vào cùng một hệ sinh thái.

Tăng cường giao tiếp máy - máy siêu tin cậy và giảm độ trễ truyền dữ liệu là cấp thiết để tạo cơ sở hạ tầng thành phố thông minh. Những ứng dụng cho nhu cầu của thành phố cần được cung cấp dữ liệu thời gian thực để đưa ra quyết định chính xác.

Thành phố được thiết lập thông minh hơn

Hệ thống mạng IIoT sẽ cho biết chính xác các điểm đỗ xe được mở trong một trung tâm của thành phố đông dân cư. Các thùng rác đầy có thể thông báo ban quản lý môi trường thành phố. Hệ thống đèn đường có thể hoạt động như một trạm sạc cho xe điện. Tất cả những ứng dụng tiện ích trong tương lai cần được hỗ trợ bởi mạng truyền thông 5G.

Đến năm 2025, ước tính sẽ có khoảng 75 tỷ thiết bị được kết nối với cùng một đám mây điện toán. Hệ sinh thái Internet phải phát triển nhanh chóng để hỗ trợ nhu cầu kết nối cao này. Thực tế đó yêu cầu hệ thống 5G phải tiếp tục nâng cao chất lượng và tốc độ truyền dữ liệu nhằm đáp ứng những nhu cầu siêu kết nối trong tương lai.

Lợi ích của việc thiết lập khiến các thành phố thông minh hơn vô cùng lớn. Khi thế giới đang đối mặt với biến đổi khí hậu, thành phố thông minh cung cấp những giải pháp tiết kiệm năng lượng và tăng hiệu quả kinh tế bằng những biện pháp kiểm soát nghiêm ngặt mọi hoạt động thường nhật. Những ứng dụng thông minh và kiểm soát chặt chẽ sẽ khiến người dân giảm thời gian đi làm trên đường, giảm tội phạm và gia tăng chất lượng mội trường cuộc sống.

Nhưng tích hợp những ứng dụng thông minh vào thành phố là một nhiệm vụ to lớn và khó khăn. Từ những lo ngại về quyền riêng tư đến phát triển các giải pháp chống chọi với sự biến đổi môi trường khắc nghiệt, thiết kế thành phố thông minh một bài toán kinh tế, kỹ thuật thực sự khó khăn.

Thiết lập hệ thống truyền thông 5G thúc đẩy nhanh tiến trình đưa các ứng dụng thông minh vào hệ thống điều hành và kiểm soát thành phố. Một khó khăn mà các cơ quan chức năng quản lý đô thị phải đối mặt là làm thế nào để tích hợp một mạng 5G phức tạp vào các cơ sở hạ tầng hiện có..

Kiến trúc đèn đường hai nút

Một trong những đối tượng có thể tích hợp các ứng dụng 5G, IIoT, mang lại hiệu quả thiết thực là hệ thống đèn đường. Thay vì loại bỏ mạng đèn đường hiện có và xây dựng mới, thành phố có thể tích hợp các thành phần, cho phép thực hiện chức năng IIoT trên cơ sở 5G, vẫn sử dụng những hệ thống đèn cũ.

Một giải pháp đã có là những đầu nối LUMAWISE từ công ty TE Connectivity, được tích hợp vào đèn chiếu sáng ngoài trời và mô-đun cảm biến chuyển động. Dòng sản phẩm này được thiết kế cho môi trường ngoài trời, tăng cường những tính năng điều khiển cần thiết cho thiết kế thành phố thông minh.

Hiện tại, đèn đường được cấp nguồn và điều khiển bằng kiến trúc một nút tiêu chuẩn ANSI C136 hoặc giao diện tiêu chuẩn Zhaga Book 18 kết nối các mô-đun điều khiển thực hiện các thao tác cơ bản như bật và tắt đèn.

Việc chuyển sang kiến trúc hai nút sẽ xuất hiện những khả năng mới về tiết kiệm năng lượng và tăng tính an toàn với dữ liệu IIoT, truyển tải qua mạng 5G. Kiến trúc hai nút cung cấp nhiều kết nối hơn, nhiều giao tiếp hơn và thu thập nhiều dữ liệu hơn so với kiến trúc một nút truyền thống. Cấu trúc kết hợp tăng thêm nhiều chức năng, ứng dụng đầu tiên có thể là tính năng phát hiện chuyển động.

 Đèn đường kiến trúc 2 nút kết nối mạng  IIoT trên cơ sở truyền thông 5G

Được kết nối với mạng IIoT truyền thông 5G, công nghệ điều khiển cường độ ánh sáng bằng cảm biến chuyển động giảm đáng kể lượng điện cấp đèn đường do phụ thuộc vào môi trường hoạt động. Nếu cảm biến nhận ra ít chuyển động, đèn có thể chỉ hoạt động ở mức 20% công suất. Nếu phát hiện nhiều chuyển động, đèn sẽ hoạt động ở mức 100%.

Ứng dụng này tiết kiệm chi phí, giảm ô nhiễm ánh sáng và giảm nguy hiểm giao thoa ánh sáng đối với các phương tiện. Cảm biến chuyển động cũng giám sát lưu lượng xe cộ, xe đạp và người đi bộ, cung cấp thông tin thời gian thực cho hệ thống đèn tín hiệu điều khiển giao thông về số lượng người và dòng phương tiện di chuyển, giảm ách tắc giao thông, giảm thời gian trên đường của người đi làm.

Kiến trúc hai nút với ứng dụng cảm biến chuyển động, camera nâng cao tính an toàn giao thông, cho phép hệ thống điều khiển giao thông hoạt động hiệu quả đồng thời cảnh báo sớm những nguy hiểm cho người tham gia giao thông và cứu hộ kịp thời tai nạn. Hệ thống camera và cảm biến chuyển động của đèn đường cung cấp khả năng giám sát ngoài trời, nâng cao chất lượng cuộc sống đô thị.

Trên cơ sở hệ thống truyền thông 5G, các cơ quan chức năng có thể đưa ra các quyết định phản ứng khẩn cấp chính xác do khả năng truyền dữ liệu nhanh chóng, an toàn thời gian thực. Đây là điểm khác biệt cơ bản giữa giám sát thông minh và công nghệ giám sát hiện tại, dữ liệu đầu vào cho phép nhà quản lý phản ứng nhanh chóng và chính xác với những sự cố khẩn cấp như tai nạn giao thông, cháy nổ.

Giám sát thông minh có khả năng ngăn chặn kịp thời và giảm tổn thất đối với các hành động tội phạm do nhanh chóng phát hiện các hành vi nghi ngờ, phản ứng khẩn cấp, truy tìm và thực hiện các biện pháp ngăn nhanh hơn. Công nghệ giám sát thông minh cũng giám sát tình trạng gây ô nhiễm, tình trạng sử dụng nguồn năng lượng, khiến thành phố phát triển theo hướng xanh và an toàn hơn.

Thành phố thông minh là thành phố được tự động hóa và kiểm soát, giám sát ở mức độ cao, tiết kiệm năng lượng, chi phí và phản ứng nhanh chóng với mọi tình huống bất thường và thảm họa. Hệ thống truyền thông 5G và IIoT là nền tảng cơ bản để phá triển đô thị xanh, bền vững và an toàn hơn.

Trịnh Thái Bằng

Nguồn: KH&ĐS