Infineon colabora con Intel y eluminocity para lograr calles urbanas seguras y globalmente conectadas.
A medida que más gente migra a las ciudades, los organismos de administración pública están buscando formas de hacer que estas ciudades, su infraestructura. Además, a medida que los vehículos se vuelven más conectados, las ciudades ahora tienen más oportunidades de interactuar con los conductores para una mayor conveniencia y eficiencia con administración de tráfico inteligente. Es más, a medida que más sistemas se conectan a la nube, formando la "Internet de las cosas", se crean más oportunidades de acceder a datos privados maliciosamente.
Este artículo destacará algunas de las tecnologías fundamentales de Infineon que potencian a las ciudades inteligentes del futuro y examina una solución de iluminación creada a través de su colaboración con eluminocity e Intel que se puede convertir en una parte vital e inteligente de cada ciudad globalmente conectada.
El aumento en la urbanización y el acceso a la tecnología aumenta las expectativas de los clientes acerca de la conveniencia que experimentaremos en nuestras vidas en el futuro. Aunque gran parte del enfoque, hasta ahora, ha sido acerca de los dispositivos y productos, ahora es evidente que una infraestructura mejorada cumple un papel significativo en definir y desarrollar el mundo en el que vivimos.
Estas mayores expectativas presentan sus propios desafíos; los organismos de administración pública deben desarrollar planes de migración tomando en cuenta problemas económicos y sociales importantes, como las preocupaciones de privacidad de los ciudadanos y la seguridad. Los diseñadores se enfrentan a desafíos cada vez más complejos con requisitos que a veces entran en conflicto. Por un lado, están adoptando rápidamente las nuevas tecnologías para agregar funcionalidad a aplicaciones anteriormente cotidianas, como una simple farol de alumbrado público, mientras que, por otro lado, intentan minimizar el consumo de energía en contraste con los costos de energía cada vez mayores.
En este nuevo mundo, el farol ya no es solo una luz, sino que también se está convirtiendo rápidamente en un portal conectado altamente funcional que forma una parte clave de la infraestructura de una ciudad inteligente. Sin embargo, para proporcionar una funcionalidad y conectividad esencial, los diseñadores de iluminación ahora trabajan con la conectividad celular y múltiples tecnologías de detección, soluciones de seguridad activas y pasivas.
Tecnología de radar de 24 GHz
El radar es un método de detección de objetos que usa ondas de radio para determinar el rango, el ángulo o la velocidad de los objetos mediante ondas electromagnéticas. Los sistemas de radar típicos consisten en varios elementos que incluyen un transmisor que produce pulsos electromagnéticos u ondas en el rango de frecuencia de radio o microondas, una antena transmisora, antenas receptoras independientes y un receptor que incluye la capacidad de procesar las señales recibidas.
El radar de pulsos mide la distancia de estática o los objetos en movimiento enviando un pulso corto y potente que rebota del objeto. El tiempo entre la emisión del pulso y la recepción del pulso es directamente proporcional a la distancia del objeto desde el sistema de radar.
El método de onda continua transmite continuamente una onda electromagnética que se puede modular de distintas formas. El radar FMCW (de onda continua modulada por frecuencia) puede detectar objetos móviles o estáticos transmitiendo un "chirrido" que se combina con la señal recibida. La salida de frecuencia baja representa la distancia y la velocidad. La FSK (Manipulación por desplazamiento de frecuencia) se usa para detectar la distancia de los objetos en movimiento. Aquí, dos frecuencias se envían de forma secuencial y las señales Doppler desplazadas representan la distancia.
A medida que la detección de objetos se vuelve cada vez más importante para muchos sistemas y dispositivos inteligentes, la tecnología de radar de 24 GHz se encuentra en múltiples aplicaciones que incluyen multicópteros/drones, dispositivos de apertura de puertas inteligentes, automatización del hogar y la fábrica, velocímetros, dispositivos robóticos y muchas otras aplicaciones basadas en IoT.
Alumbrado público inteligente
Recientemente, Infineon se asoció con eluminocity e Intel en un proyecto para potenciar las ciudades inteligentes y globalmente conectadas del mañana. Combinando sus conocimientos y tecnologías, las tres empresas han desarrollado una aplicación de alumbrado público LED altamente eficiente que incluye capacidades de detección precisas y transmisión de datos segura. La solución de alumbrado público inteligente desarrollada en conjunto se basa en un farol diseñado por eluminocity que actúa como un centro para las aplicaciones inteligentes. La tecnología Infineon está en el centro de los sistemas electrónicos avanzados e incluye un radar de 24 GHz, semiconductores de energía eficiente, microcontroladores XMC™ y soluciones de seguridad de la serie OPTIGATM altamente avanzada de Infineon.
La tecnología de Intel permite la conectividad, basada en un modem que incorpora su conectividad celular que admite baja energía y alta cobertura mediante los módulos LTE Cat.1 / LTE Cat.M1 / Cat.NM1 / LTE-NB / 5G-IoT. La tecnología celular estandarizada, combinada con la tecnología OPTIGATM de Infineon, proporciona un sistema abierto que es altamente escalable y completamente independiente de la infraestructura existente y, al mismo tiempo, altamente segura. EL operador del alumbrado público (frecuentemente el organismo de administración pública) simplemente debe asegurarse de que los centros de iluminación se conectan a la infraestructura ya proporcionada.
Aunque las luces en sí son inherentemente eficientes a través de la aplicación de la administración de energía y los dispositivos de interruptor de Infineon, la capacidad del radar de 24 GHz de detectar la presencia de objetos permite que la intensidad de luz aumente solo cuando sea necesario, lo que proporciona una solución mucho más eficiente que las soluciones de iluminación siempre encendidas más eficientes.
Sin embargo, las luces inteligentes de eluminocity son mucho más que soluciones de iluminación altamente eficientes. La detección de proximidad les permite detectar espacios de estacionamiento vacíos cercanos, junto con la conectividad basada en Intel, lo que permite que el espacio disponible se comunique instantáneamente a los conductores en los alrededores, un elemento de una administración de tráfico realmente inteligente. Mediante el monitoreo de las condiciones de tráfico locales, hay datos valiosos disponibles para los planificadores urbanos y los dueños de tiendas en el área circundante. Los datos permite guiar a los conductores alrededor de las áreas de congestión, ya sea mediante el control de las señales de tráfico y las señalizaciones, o a través de la provisión de datos instantáneos a los sistemas de navegación satelitales incorporados.
Las luces inteligentes modernas también se pueden equipar con estaciones de carga para vehículos, un prerrequisito clave para una movilidad eléctrica exitosa sin ocupar espacio adicional.
Iluminación inteligente: descripción general de tecnología
Soluciones de seguridad de OPTIGATM: Mientras que estos centros brindan capacidades altamente avanzadas para formar la columna de las ciudades inteligentes, la misma conectividad que permite los beneficios brinda potenciales debilidades de seguridad. A fin de abordar esta amenaza y asegurar las redes de las que dependen las ciudades inteligentes, el centro de iluminación implementa tecnología de la familia de soluciones de seguridad confiables OPTIGATM de Infineon. Los controladores de seguridad estandarizados proporcionan un amplio rango de funciones de seguridad para las plataformas incorporadas. Todos los productos OPTIGATM se basan en la tecnología de seguridad de hardware avanzada de Infineon, que le da a los diseñadores y usuarios altos niveles de confianza en la seguridad. Las funciones de seguridad incorporadas incluyen la integridad de sistemas y de datos, la autenticación, la comunicación asegurada, el almacenamiento de datos asegurado y actualizaciones aseguradas, que son esenciales para proteger la integridad de las ciudades inteligentes del futuro.
El rango OPTIGATM tiene un controlador de seguridad de vanguardia de 16 bits en su corazón y se puede integrar fácilmente en una amplia gama de sistemas de IoT. Para proporcionar a los diseñadores una flexibilidad completa, la familia es compatible con Microsoft Windows, Linux y sus derivados, además de proporcionar el soporte de integración para los sistemas propietarios. La familia OPTIGATM también contiene dispositivos TPM que son los primeros en ser compatibles con el más reciente estándar TPM 2.0 desde TCG, lo que permite una fácil implementación desde los más recientes protocolos de seguridad.
Detección de proximidad inteligente: La detección de proximidad dentro de los centros de iluminación inteligente se basa en la solución de chip de radar industrial de 24 GHz más pequeña del mercado, la BGT24LTR11. Este dispositivo versátil permite la medición de múltiples parámetros, incluidas las mediciones de velocidad de objeto basadas en Doppler y de distancia basadas en ondas electromagnéticas. También recibe canales y permite la detección de ángulo/dirección según la detección de fases en las antenas.
24 GHz ofrece una precisión de alto nivel; hasta 50 m para peatones y 150 m para vehículos. También es mucho más sensible que la tecnología infrarroja pasiva (PIR) a la que reemplazará eventualmente en muchas aplicaciones, ofreciendo la capacidad de detectar, por ejemplo, (movimiento respiratorio en el rango de mm. La tecnología de 24 GHz también es capaz de ser operada en un amplio rango de condiciones atmosféricas, incluidos los cambios de temperatura significativos, altos niveles de humedad y polvo, lo que hace que sea adecuada para usos en exteriores, incluso en las ciudades globales conectadas más inhóspitas.
Para los diseñadores que aún no están completamente familiarizados con la tecnología de 24 GHz, Infineon ofrece un conjunto de kits de demostración como la placa de demostración Sense2GoL. Junto con el propio BGT24LTR11, esta placa llena de funciones cuenta con un microcontrolador industrial XMC1302 ARM® Cortex® M032-bit en una caja de PCB compacta de 25 mm que también incluye antenas de parche dedicadas para la ruta de recepción y transmisión. La placa de demostración está conectada a una placa independiente depuradora Segger para reprogramación y evaluación.
El kit integral también incluye firmware para detección de movimiento y una GUI de software para observación de señales de radar, además de un manual de usuario y esquemas PCB completos y archivos gerber para avanzar los diseños rápidamente a la producción. Infineon desea mejorar la compatibilidad para los diseños de 24 GHz con la publicación de diseños de referencia y configuraciones de software en el futuro cercano.
Detección adicional: Prácticamente todos los sensores se pueden incorporar en estos centros de iluminación inteligente. Los sensores de gas pueden monitorear la calidad del aire y los sensores de audio pueden reconocer los niveles de contaminación auditiva. Casos de uso específicos pueden incluir accidentes vehiculares basados en sonido o la detección de disparos. Aunque en un nivel es muy simple, los sensores de luz cumplen un rol muy importante en hacer que el alumbrado público sea más inteligente. Al detectar la luz ambiental, pueden encender las luces en períodos de clima severo. Al monitorear la salida de luz real, pueden proporcionar retroalimentación al controlador para asegurar que siempre se logren los niveles de luz correctos, sin importar la edad de la lámpara. Los datos de desgaste se pueden proporcionar de forma remota a los técnicos para permitir una mejor planificación del mantenimiento y las alarmas pueden marcar cualquier falla prematura.
Controlador de iluminación: el XDPL8220 contiene un núcleo digital que permite que una variedad de sistemas se basen en el mismo dispositivo. Sus algoritmos de control avanzados permiten la reutilización de corriente constante, voltaje constante y esquemas de control de energía limitada dentro del mismo circuito y es adaptable para apuntar a aplicaciones a través del ajuste de un conjunto de parámetros integral.
El dispositivo, que es compatible con las altas expectativas de los sistemas de energía modernos, ofrece un rango de tensión de entrada de 90 a 305 V CA, una eficiencia mayor al 90% y un THD menor al 15%, lo que garantiza el cumplimiento con IEC 61000-3-2 clase C. Un control PFC activo y armónico que funciona a lo largo de un rango de corriente de salida amplio asegura un factor de energía de más de 0,9 en todas las condiciones de funcionamiento y asegura que las pérdidas de suministro adicionales causadas por energía y armónica reactivas sean mínimas.
Resumen
Juntos, Infineon, eluminocity e Intel han convertido los humildes faros de alumbrado público en un centro inteligente y seguro que estará en el corazón de la infraestructura de la ciudad inteligente. La solución integral diseñada en conjunto incluye alumbrado público desarrollado por eluminocity y soluciones de comunicación de Intel. La amplia gama de soluciones Infineon incluye sensores de radar GHz, semiconductores de alimentación, microcontroladores y chips de seguridad; elementos que hacen que estos centros sean muy versátiles.
La plataforma abierta permite a otros interesados hacer uso de las amplias redes de sensores, e invitamos a innovadores a desarrollar nuevas e innovadoras aplicaciones en estos sistemas para apoyar y mejorar las ciudades conectadas globalmente del futuro.
