شبکه NB-IoT یا همان شبکه باند باریک بستری ایده آل برای پیاده سازی راهکارهای اینترنت اشیا است. این شبکه به دلیل برخورداری از پهنای باند کم و برد بالا علاوه بر کاهش انرژی مصرفی امکان اتصال همزمان هزاران دستگاه مبتنی بر اینترنت اشیا را به یک شبکه فراهم میکند.
معرفی
امروزه توسعه اقتصادی و اجتماعی از درون شهرهایی آغاز می‌شود که روز به روز جمعیت بیشتری را در خود جای می‌دهند و در نتیجه مشکلات و چالش‌های متفاوتی را تجربه می‌کنند. این چالش‌ها در حوزه‌های مختلف از جمله در مدیریت ترافیک، مدیریت بحران، مدیریت خدمات شهری، استفاده بهینه از منابع و انرژی، حوزه‌های زیست محیطی و … قابل مشاهده‌اند. از سویی دیگر، با پیشرفت فناوری اینترنت اشیا و افزایش چشمگیر رقابت و فعالیت شرکت‌ها برای ورود به این بازار، نشان می‌دهد ظرفیت قابل توجهی برای کسب و کارها در این حوزه وجود دارد.
با وسعت یافتن این بازار، بدیهی است که موارد استفاده بسیار بیشتری برای IoT ایجاد شود که شبکه‌های رادیویی سیار متداول مانند GSM مناسب آنها نیستند. از این رو شبکه NB-IoT به عنوان بستر مناسب برای پیاده‌سازی راهکارهای اینترنت اشیا معرفی شد. اما چرا NB-IoT؟
مؤلفه‌هایی همچون پوشش شبکه، عمر باتری و هزینه دستگاه دلایل اصلی این انتخاب هستند. شبکه‌های رادیویی سیار موجود، پوشش منطقه‌ای خوبی دارند اما این پوشش تنها به مناطق شهری، حومه یا امتداد جاده‌ها محدود می‌شود. بسیاری از «اشیا متصل» باید در مناطقی دوردست و با فواصل زیاد از ایستگاه‌های رادیویی شبکه سیار قرار بگیرند. در چنین مناطقی اگر پوششی نیز وجود داشته باشد معمولاً آنقدر ضعیف است که باعث می‌شود حسگرهای IoT برای ارتباط با شبکه باتری بیشتری مصرف کنند. شبکه NB-IoT به علت استفاده از پهنای باند کمتر، برد بسیار بالایی دارد که این امر مصرف انرژی را کاهش و طول عمر حسگرها را افزایش می‌دهد. از سویی دیگر، شبکه‌های سیار کنونی برای ارسال داده‌های کوچک بهینه‌سازی نشده‌اند. برای ارتباط دستگاه‌های ارزان قیمت که با باتری‌های چندساله کار می‌کنند، نمی‌توان از شبکه‌های ارتباطی قدیمی‌تر استفاده کرد؛ چرا که چنین شبکه‌هایی از سازوکار‌های صرفه‌جویی در مصرف انرژی پشتیبانی نمی‌کنند. دستگاه‌های مجهز به ماژول‌های مبتنی بر GSM/GPRS ، برای کاربری‌های متنوعی نظیر ارسال صدا، پیام و داده با سرعت بالا طراحی شده‌اند. اما در برخی از کاربردهای اینترنت اشیا نیازی به پهنای باند بالا و سرعت نیست و تنها لازم است که شبکه از پایداری مناسبی برخوردار باشد. بسیاری از موارد استفادهNB-IoT به دستگاه‌های ارزان‌قیمت نیاز دارند؛ نه فقط به دلیل کارآیی بالا، بلکه به دلیل جنبه‌های عملی نظیر نصب آسان یا خطر سرقت تجهیزات.
۱. دستگاه‌ها و حسگرهای مرتبط با شهر هوشمند
این تجهیزات عمدتاً مجهز به سیم کارت بوده و پس از اندازه‌گیری پارامترهای مختلف، داده‌ها را در حافظه داخلی دستگاه ذخیره می‌کنند. به‌علاوه این سیستم‌ها قادرند با رسیدن اعداد و آمار به آستانه‌ای مشخص، پیام هشدار به سامانه شهر هوشمند (مرکز کنترل) ارسال کنند.
برخی از داده‌های قابل اندازه‌گیری توسط تجهیزات شهر هوشمند عبارتند از:
- رطوبت خاک
- پارامترهای کیفی آب: تشخیص عوامل آلاینده آب و میزان آنها
- سنجش کیفیت هوا: سنجش میزان و انواع ذرات معلق در هوا
- داده‌های مربوط به بارندگی: نرخ و شدت بارش و کیفیت باران
- پسماند شهری: تشخیص خالی یا پر بودن سطل زباله های شهری، دمای مخازن
- داده‌های مربوط به جریان آب: دمای آب، حجم (ارتفاع) و شدت جریان آب در لوله‌ها
- پارکینگ هوشمند: تشخیص پر یا خالی بودن فضای پارک خودرو در اماکن عمومی و حاشیه خیابان‌ها
۲. بستر انتقال داده‌ها
آنچه برای تحقق اینترنت اشیا و ارتباط دستگاه به دستگاه (M2M)، به عنوان بخشی از مفهوم وسیع اینترنت اشیا لازم است، بستریست که بتواند اطلاعات ارسالی تعداد زیادی دستگاه را دریافت و پردازش کند و بر اساس قوانین تعریف شده فرمان‌های لازم را صادر و اجرا نماید. شبکه NB-IoT ایرانسل، شبکه‌ای با برد بسیار بالا است که اطلاعات کم‌حجم مانند اعداد و ارقام را بدون قطعی به سامانه‌های نرم‌افزاری یا مراکز داده انتقال می‌دهد. ویژگی‌های منحصربه‌فرد این شبکه باعث می‌شود باتری‌های مورد استفاده در حسگرها طول عمر بیشتری داشته باشند.
۳. سامانه شهر هوشمند
وجود یک سامانه کارآمد و قابل اطمینان برای مدیریت و کنترل، از ملزومات شهر هوشمند محسوب می‌شود. چنین سامانه‌ای قادر است تمامی داده‌های به دست آمده از حسگرها را تجمیع کرده و به مدیران امکان اطلاع از وضعیت شهر و اخذ به موقع تصمیمات و اقدام موثر را بدهد. این سامانه، تحت وب بوده و به واسطه آن، تمامی اطلاعات دریافتی از دستگاه‌ها و حسگرها به شیوه‌های گوناگون و قابل تنظیم نمایش داده می‌شود. این سامانه علاوه بر نمایش داده‌ها و انواع گزارش‌ها، تحلیل داده‌ها را نیز در اختیار کاربران قرار می‌دهد تا بر اساس اطلاعات قابل اعتماد، تصمیماتی مؤثر بگیرند. همچنین امکان تعریف حد آستانه برای هر یک از پارامترها و هشدار متناسب با آمارهای موجود از طریق این سامانه فراهم شده است.
ویژگی‌ها و مزایا
مزایا و خدمات شهر هوشمند ایرانسل
پیاده‌سازی شهر هوشمند منجر به شفافیت عملکرد، مدیریت هوشمند زیرساخت‌ها، رشد اقتصادی و اجتماعی، ایجاد مشاغل جدید و رونق کسب‌وکار، بهبود کیفیت زندگی شهری، تشخیص به موقع مشکلات و اقدام جهت رفع آنها، کاهش آلودگی و مشکلات ترافیکی خواهد شد.
راهکار شهر هوشمند ایرانسل، امکان ارائه مجموعه‌ای از خدمات هوشمند حوزه شهری را فراهم می‌آورد. این خدمات بستر لازم را جهت تحقق اهداف شهر هوشمند در زمینه مدیریت حمل و نقل، مدیریت انرژی، مدیریت روشنایی معابر، مدیریت هوشمند مصرف آب، مدیریت پسماند و سایر حوزه‌های شهری فراهم می‌آورد. این خدمات عبارتند از:
- خدمات آبیاری هوشمند
- خدمات مدیریت پسماند
- خدمات پارکینگ هوشمند
- خدمات سنجش کیفیت آب
- خدمات مدیریت مصرف آب
- خدمات شهر هوشمند ایرانسل
- خدمات مدیریت روشنایی معابر
- خدمات سنجش میزان نویز محیط
- خدمات سنجش کیفیت هوا، سرعت و جهت وزش باد، دما، رطوبت و فشار
- خدمات سنجش پارامترهای باران به منظور تحلیل نرخ و شدت بارش و تغییرات آب و هوایی در یک منطقه
