Internet inteligentnih uređaja Predavanje 14
Internet inteligentnih uređaja
Predavanje 14
Pametna okruženja – deo 2
2
Pametni gradovi
3
Pametni gradovi
– Definicije:
• Grad koji povezuje fizičku, IT i poslovnu infrastrukturu u cilju korišćenja kolektivne
inteligencije grada.
• Grad koji ulaže u ljudski i društveni kapital i tradicionalnu i modernu
komunikacionu infrastrukturu u cilju uticaja na ekonomski rast i kvalitet života, s
pametnim upravljanjem prirodnim resursima.
• Grad čija je zajednica spremna da uči, da se prilagođava i uvodi inovacije.
– Primena širokog spektra IoT aplikacija treba da obezbedi pametnu infrastrukturu u
oblastima kao što su:
• saobraćaj, električna energija, snabdevanje vodom, stambena izgradnja i javni servisi.
4
Pametni gradovi
– Elementi pametnog grada:
1. Pametna ekonomija,
2. Pametno stanovništvo,
3. Pametna uprava,
4. Pametan saobraćaj,
5. Pametna okolina i
6. Pametan život.
5
Pametni gradovi – domeni primene
– Administracija – transparentan, efikasan i racionalan rad svih službi.
• Povezivanje putem informacionih tehnologija, objavljivanje informacija na
internetu, vođenje javne evidencije molbi građana, itd.
– Pametne zgrade – automatizacija sistema unutar jedne zgrade u jedinstvenu celinu.
• Međusobna komunikacija delova zgrade i jedne zgrade sa susednim.
– Javna bezbednost – kamere za nadgledanje objekata
– Programi participacije – IoT rešenja podstiču deljenje ideja i informacija i učešće
građana u donošenju odluka.
6
Pametni gradovi – domeni primene
– Zdravstvo – integracija servisa pametnog zdravstva sa ostalim delovima ekosistema
radi uvećanja efikasnosti, kvaliteta usluga i načina lečenja.
– Obrazovanje – gradovi pružaju obrazovne servise i motivišu građane da se uključe u
obrazovni proces.
– Saobraćaj – regulacija saobraćaja od strateške važnosti. Interaktivno upravljanje iz
centralnog sistema za nadzor i regulaciju; analiza i unapređenje saobraćajnih tokova.
– Energetika – povezivanje različitih energetskih sistema u jedinstvenu mrežu,
jednostavan pristup sistemu za distribuciju energije.
– Životna sredina – upravljanje energijom i otpadom i smanjenje emisije štetnih gasova.7
Pametni gradovi – višeslojna arhitektura
1. Sloj za merenje i očitavanje (sensing):
• Uređaji koji prikupljaju i obrađuju podatke iz okruženja
2. Mrežni sloj za pristup iot infrastrukturi (network-centric iot):
• Komunikacioni kanal od senzora do interneta. Ključni izazovi interoperabilnost i koegzistencija.
3. Cloud orijentisana komponenta iot infrastrukture (cloud-centric iot):
• Obrada i distribucija podataka; stavlja podatke i servise na raspolaganje korisnicima.
4. Aplikativni sloj iot infrastrukture (data-centric iot):
• Aplikacije koje koriste podatke prikupljene na senzorskom sloju, na osnovu kojih upravljaju
različitim uređajima i objektima u pametnom gradu.
8
9
Pametni gradovi – servisi
– Pristup podacima o kvalitetu vazduha, rezultatima građevinske inspekcije i sl.
– Parking aplikacije koje vozačima pokazuju gde je najbliže slobodno mesto, čime se
štedi vreme, gorivo, novac, smanjuje emisija štetnih gasova i gužve.
– Aplikacije pomoću kojih korisnici sami mogu da upravljaju gradskom imovinom, kao
što su kante za smeće, telefonske govornice i sl.
10
Pametni gradovi – servisi
– Sistemi za odbacivanje tehnološkog otpada, kao što je Pay-As-You-Throw, koji
podstiče građane da ga u većoj meri šalju na reciklažu, da koriste tehnologije kao što
je RFID da bi poboljšali razvrstavanje i sl.
– Aplikacije koje policiji omogućuju prikupljanje podataka u realnom vremenu u cilju
povećanja bezbednosti.
– Primena aplikacija za usmeravanje saobraćaja koje proračunavaju najbolju rutu s
ciljem da se ubrza saobraćaj i smanji emisija štetnih gasova.
11
Pametni gradovi – servisi
12Strawberry Tree Sistemi za merenje buke i zagađenja
Pametni gradovi – servisi
13
„Crack“ senzoriUltrazvučni senzori nivoa
otpada u kantama
Pametni gradovi – servisi
– Aplikacije s digitalnim mapama i informacijama za građane i turiste o spomenicima,
muzejima, restoranima, gužvama u saobraćaju i drugim.
– Infokiosci sa informacijama za turiste i za pružanje usluga, npr. za:
• kupovinu karata za gradski prevoz.
– Bežični pristup internetu u gradskom prevozu i podzemnoj železnici.
14
Pametni gradovi – servisi
– Aplikacije na društvenim mrežama za efikasno i pravovremeno dostavljanje
informacija o hitnim i kriznim situacijama.
– Efikasan sistem osvetljenja u gradovima.
– Stanice za punjenje mobilnih uređaja korišćenjem solarne energije.
– Samouslužno iznajmljivanje bicikala u gradu.
– Internet pristup za sve građane kako bi se podstakao ekonomski razvoj.
15
Pametan saobraćaj
16
Problemi sa saobraćajnom infrastrukturom
– Saobraćajna zagušenja su u porastu širom sveta kao rezultat povećane motorizacije,
urbanizacije, rasta populacije i promene u gustini naseljenosti.
– Zagušenja smanjuju efikasnost saobraćajne infrastrukture i povećavaju vreme
putovanja, zagađenje, potrošnju goriva, zastoje i broj saobraćajnih nezgoda.
– Eksploatacijom putne infrastrukture povećava se potreba za njenom rekonstrukcijom i
redovnim održavanjem.
– Veliki troškovi izgradnje novih i održavanje, popravke i obnove postojećih puteva.
17
Pametan saobraćaj – rešenje
– Rešenje su projekti zasnovani na upotrebi računarskih sistema i simulacije različitih
saobraćajnih slučajeva:
• odnosno objedinjavanje informatičkih i saobraćajnih infrastruktura.
– Novu infrastrukturu čine mreže:
• puteva, pruga, aerodroma, stanica i luka povezanih sistemima zasnovanim na
internetu.
– Inteligentni sistemi obezbeđuju:
• proaktivno održavanje i bržu i kvalitetniju dijagnostiku;
• poboljšavaju mobilnost i bezbednost učesnika u saobraćaju, skraćuju vreme
putovanja i smanjuju zagađenje životne sredine.
18
Inteligentni transportni sistemi (ITS)
– Automatizovani sistem za obaveštavanje i upravljanje saobraćajem, sastavljen od
namenskog hardvera i softvera.
– Identifikuju trenutno stanje u saobraćaju prikupljanjem podataka od značaja za
saobraćaj, u realnom vremenu.
– Omogućuju:
• automatsko upravljanje saobraćajem,
• informisanje učesnika o stanju na putevima,
• podršku u rešavanju hitnih slučajeva,
• elektronsku naplatu putarine.
19
Inteligentni transportni sistemi (ITS)
– Čine ih:
1. inteligentna infrastruktura i
2. inteligentna vozila.
– U infrastrukturu spadaju:
a) centralni server (ili severi) sa specijalizovanim softverom;
b) senzori povezani s centralnim serverom;
c) saobraćajni znaci promenljivog sadržaja (daljinski kontrolisane semafor table);
d) video kamere povezane s centralnim serverom putem bežičnog ili žičanog
prenosa;
e) žičani i bežični prenos podataka.
20
Inteligentni transportni sistemi (ITS)
– Čine ih:
1. inteligentna infrastruktura i
2. inteligentna vozila.
– Sastavni deo su i:
a) saobraćajni sistemi (raskrsnice, ulice, koridori, zone i autoputevi);
b) primene IoT (detekcija incidenata, dinamičko rutiranje saobraćaja, automatska);
c) optimizacioni modeli i upravljački algoritmi;
d) sistemi vrednovanja koji uključuju različite modele i procedure vrednovanja.
21
Inteligentni transportni sistemi (ITS)
– Podatke prikupljaju senzori koji:
• Snimaju tok saobraćaja,
• beleže prekoračenje brzine,
• Registruju promene magnetnog polja,
• Mere težinu i međusobno rastojanje vozila, itd.
– Informacije se od senzora do centralnog servera najčešće prenose bežično:
• rezervisani opsezi radio-frekvencija na kojima je zabranjeno emitovanje drugih sadržaja.
– Prikupljeni podaci se dinamički obrađuju na serverima da bi se moglo predvideti
kakvo je stanje u saobraćaju.
– Informacije se prosleđuju vozačima i osoblju u operativnim centrima.22
Inteligentni transportni sistemi (ITS)
– Arhitektura ITS-ova:
• Tehnički aspekti;
• Pravna pitanja i
• Poslovna pitanja.
– Arhitektura može biti na:
• Nacionalnom,
• Regionalnom,
• Gradskom ili drugom nivou.
– Za puno iskorišćenje potrebni:
• Koordinacija i
• Usaglašavanje s međunarodnom transportnom mrežom. 23
Inteligentni transportni sistemi (ITS)
– Primene:
• Automatsko praćenje saobraćaja:
– Vremenske prilike;
– Stanje na kolovozima;
– Obaveštavanje vozača kroz:
» Uređaje u vozilu ili
» Znakove iznad puta.
– Kompatibilnost i interoperabilnost sa informacionim sistemima drugih zemalja radi:
• Realizacije međunarodnih putovanja:
– Putarina,
– Interni propisi i sl.24
Inteligentni transportni sistemi (ITS)
– Primene:
1. Automatska rampa koja reguliše prilaz autoputevima.
2. Kontrola brzine na autoputevima da bi se uravnotežio protok vozila.
3. Sistemi za otkrivanje nesreća koji automatski šalju poruke:
• centrima za kontrolu saobraćaja i
• neposredno upozoravaju vozača.
25
Inteligentni transportni sistemi (ITS)
– Primene:
1. Sistemi za inteligentno prilagođavanje brzine kojima se ograničenja menjaju zavisno
od stanja na putu ili vremenskih prilika.
2. Automatska naplata putarine bez zadržavanja na naplatnim rampama.
3. Automatsko pozivanje pomoći u slučaju nesreće, instalirano u vozilu.
26
ITS primena
– Upravljanje drumskim prevozom u izuzetnim uslovima (prolazak kamiona sa
opasnom robom, nadziranje na mostovima i u tunelima, itd.).
– Automatsko otkrivanje saobraćajnih prekršaja:
• Prebrza vožnja,
• Nepoštovanje signalizacije.
27
– Dinamičko informisanje putnika u vezi s
javnim prevozom:
• Vreme polaska ili dolaska u neku stanicu,
• Kašnjenje, alternativna rešenja u slučaju kvara,
• Obaveštenja za invalide, cene i načini naplate i dr.
Pametan parking
– Cilj da se prevaziđu:
• Dugo traženje slobodnog mesta,
• Stvaranje gužve u saobraćaju,
• Parkiranje na nedozvoljenim mestima i slično.
– Smanjuje mogućnost kršenja saobraćajnih propisa i stvaranja gužve u saobraćaju.
28
Pametan parking
– Mogućnosti:
• Strateška kontrola puta:
– Praćenje i kontrola zagušenja puteva,
– Sprečavanje nelegalnog parkiranja i dr.
• Upravljanje slobodnim prostorom u određenoj zoni:
– Prognoza slobodnih parking mesta,
– Rezervacija parking mesta,
– Praćenje podataka:
» O objektu,
» O pristiglim vozilima,
» O vozilima koja su napustila objekat.29
Pametan parking
– Mogućnosti:
• Smernice za parkiranje:
– Broj i lokacija objekata za parking,
– Dostupnost parkinga,
– Korišćenje panela za prikazivanje različitih poruka i dr.
• Operativna kontrola objekata:
– Kontrola uplata automatski izdatih karata,
– Identifikacija vozila i korisnika.
30
Pametna vozila
31
Pametna vozila
– Usavršavanjem elektronskih delova i njihovom integracijom u jedinstveni pametni
računarski sistem omogućuje se:
• udobno,
• efikasno i
• bezbedno upravljanje vozilom.
– Prvi koraci u razvoju:
• elektronsko ubrizgavanje goriva,
• kontrola raspodele snage za svaki točak,
• računarska dijagnostika,
• napredni air-bag sistemi,
• satelitska navigacija.
32
Pametna vozila
– Aktuelni trendovi:
• Komandni računar sa touchscreen interfejsom,
• Hibridni (potpuno kontrolisan motor) gde računar:
– Nadgleda,
– Određuje i
– Prilagođava snagu motora.
• Sistemi za asistenciju pri vožnji:
– Pomoć pri parkiranju,
– Promena brzine.33
Pametna vozila
– Rešenja zasnovana na govornim tehnologijama – Automatic Speech Recognition,
Text to speech:
• koja omogućuju upravljanje funkcionalnostima vozila, vršenje poziva, slanje
poruka glasom.
– Pametna vozila opremljena su velikim brojem senzora koji:
• preko naprednih informacionih tehnologija (LTE, GPS) su povezani sa
aplikacionim serverima na cloud-u,
• nude putnicima bezbednu i udobnu vožnju i zabavu.
– Mreža senzora sastavljena je od velikog broja inteligentnih uređaja sposobnih da
detektuju, obrade i prenesu računarskom sistemu veliki broj različitih informacija.
34
Pametna vozila
– Informacije koje se prenose računarskom sistemu mogu biti:
• lokalnog karaktera – rad pojedinih delova mašine;
• eksternog karaktera – stanje kolovoza, klimatske prilike, odstojanje od susednog
vozila, detekcija saobraćajnih znaka i promena brzine itd.
– Vrste senzora u vozilima:
• biosenzori, hemijski,
• akustički, optički senzori,
• neuronski,
• radari,
• magnetski senzori,
• infracrveni,
• akcelerometri. 35
Pametna vozila
– Vozilo može samostalno da komunicira:
• sa drugim vozilima
(V2V, vehicle-to-vehicle), ili
• sa infrastrukturom
(I2V i V2I, infrastructure-to-vehicle u
oba smera).
– Na ovaj način vozilo može da uspostavi
hitne pozive u određenoj situaciji,
sakupljajući što je moguće više
podataka iz okolnih mreža.
– V2R i R2V (vehicle-to-road i obrnuto)36
Pametna vozila – napredni servisi
– Upravljanje vozilom pomoću ekrana, touchpada ili glasovnim naredbama; primeri:
• Audi MMI touch
• BMW iDrive
• Mercedes COMAND
37
Pametna vozila – napredni servisi
– Head-Up displej na vetrobranskom staklu omogućuje:
• bezbedniju vožnju:
– vozač ne “skida” pogled sa puta (ne gleda u centralni ekran ili mobilni aparat).
• reprodukciju slike sa računara ili mobilnog aparata sa informacijama o:
– brzini, klimi, radu motora
– dolaznom pozivu, mejlu, SMS-u
– navigacionim detaljima i dr.
– Mogu se nabaviti samostalni „hud“ uređaji koji imaju:
• sopstveni ekran ili
• projektuju sliku na staklo.
38
Pametna vozila – napredni servisi
– Message centar – vozaču i putnicima prosleđuje informacije vezane za brojne
sadržaje na odredištu:
• lokacije restorana,
• položaj tržnih centara,
• slobodna parking mesta u zatvorenim i otvorenim parking prostorima u gradu
• navigaciju do objekata od interesa za vozača i putnike.
• opterećenje na saobraćajnicama,
• stanje na raskrsnicama,
• incidente na putevima,
• vremenske prilike duž puta (temperatura, brzina vetra i dr.),
• stanje kolovoza (vlažnost, oštećenost i dr).
39
Pametna vozila – napredni servisi
– Računar povezan sa motorom i internetom:
• Kontinualno prati i izveštava o stanju goriva
• Poseduje informacije i prati udaljenost od okolnih stanica za punjenje gorivom
sugeriše odluke vozaču.
– Parking assistant pruža pomoć pri parkiranju:
• U vidu informacija o zagušenjima na putevima,
• Incidentima u saobraćaju i
• Lokacijama dostupnim za parking.
– Inteligentni sonar:
• Panoramski pogled na ekranu multimedijalnog sistema omogućava da se vozilo
posmatra iz ptičje perspektive i da se „vidi kroz predmete“. 40
Literatura
– Cirani, S., Ferrari, G., Picone, M., & Veltri, L. (2018). Internet of Things: Architectures,
Protocols and Standards. John Wiley & Sons.
– Božidar Radenković, Marijana Despotović-Zrakić, Zorica Bogdanović, Dušan Barać,
Aleksandra Labus, Živko Bojović, (2017). Internet inteligentnih uređaja, Fakultet
organizacionih nauka. Univerzitet u Beogradu.
– Doc. dr Miloš Milutinović, (2017). Internet inteligentnih uređaja, Visoka škola
akademskih studija „Dositej“, Beograd.
41