Door Evi Husson

In juni 2016 werd het startschot gegeven van The Green Village. Het doel van The Green Village is systeeminnovaties voor een duurzame toekomst te versnellen. Dit door een intense samenwerking tussen bedrijven, overheden, kennisinstellingen, gebruikers en andere belanghebbenden. Op die manier kan een slimme stad of smart city worden gerealiseerd.

Proeftuin voor slimme stadsinfrastructuur

Het terrein is privé, opgezet door de TU Delft en uitgebaat door een stichting, waardoor aan minder strenge regelgeving moet worden voldaan dan in normale openbare ruimtes. Hierdoor wordt het een soort proeftuin waar slimme stadsinfrastructuur snel kan worden aangelegd, ontwikkeld en getest.

Lantaarnpaal basis voor smart city

“Lantaarnpalen vormen een ideale basis voor een smart city. Ze zijn in steden overal te vinden, worden voorzien van stroom en ze hebben een bepaalde hoogte waardoor ze een perfecte drager kunnen zijn van meerdere sensoren en apparatuur”, stelt Maurits de Boer, hoofd business development bij Sustainder. Dit bedrijf ontwikkelt slimme openbare verlichting en smart city-oplossingen en komt voort uit de combinatie van de voormalige armaturenfabriek van Philips/ Industria en het bedrijf Dazzletek, dat gespecialiseerd is in intelligente besturingssystemen voor openbare verlichting.

Leestip: Installateurs moeten zich verdiepen in smart lighting

Verkeersoverlast

Geleidelijk aan ontstond het idee om een smart city-hub te ontwikkelen. “Samen met Eneco, Huawei, Bouwfonds en Luminext bedachten we een concept waarbij op basis van straatverlichtingsarmaturen een open en organisch uit te breiden platform zou kunnen worden ontwikkeld. Informatie over bijvoorbeeld luchtvervuiling, verkeersoverlast, publieksstromen, weersomstandigheden en dergelijke wordt via een centraal platform beheerd waardoor hierop kan worden geanticipeerd.”

Anne Smart City armatuur

Ledarmatuur Anne, ontwikkeld door Sustainder, bleek de oplossing. “Anne is een ledarmatuur van de nieuwe generatie. Vroeger bestond een armatuur uit een behuizing, een lamp, en een aanstuurmodule (driver) voor de lamp. De lamp was het onderdeel dat om de paar jaar moest worden vervangen als de lamp zijn maximale aantal branduren had bereikt. De nieuw ontwikkelde armatuur is modulair opgebouwd. Ze bestaat uit een leddeel (verlichting), een communicatiedeel (connectivity, om de armaturen draadloos te laten communiceren met elkaar en met een backofficesysteem) en een sensordeel.”

22 jaar licht

“In het geval van de Anne Smart City armatuur is de ledverlichting het enige stabiele element in de armatuur, met zeker 100.000 branduren, oftewel ruim 22 jaar licht. De aansturing van de leds, inclusief standaard sensoren en connectivity, is in een zogenoemde cassette geplaatst. Wij verwachten namelijk dat de technologie de komende jaren nog wel eens zal moeten worden vervangen, omdat er of andere sensoren in de cassette moeten worden geplaatst, of dat de communicatietechniek moet worden aangepast.”
In de huidige Anne zitten standaard zes sensoren, variërend van gps – bepaling exacte locatie – tot temperatuur, kompas, beweging en tiltsensor, energiemeter en omgevingslichtsensor. (Tekst gaat verder onder foto.)

Geïntegreerde OLC

De armaturen beschikken standaard over een geïntegreerde OLC (Outdoor Lighting Control), een draadloze controller die data vanuit de armatuur communiceert met de andere armaturen via een Mesh-netwerk. Vanuit dit netwerk zorgt een gateway (geplaatst in één van de armaturen) voor communicatie met de Brokerage Layer (een dataplatform, zie kader) en een Back Office Systeem. Vanuit daar wordt alle verlichting gemonitord en bestuurd. In het backofficesysteem kunnen instellingen, zoals dimschema’s of de gewenste lichtopbrengst, worden aangepast en kan data uit de sensoren worden uitgelezen. “De data van de sensoren die in het dataplatform terechtkomt, wordt verwerkt tot informatie en biedt gebruikers via applicaties advies.”

Overzicht

Zo kan de gebruiker, bijvoorbeeld een gemeente, overzicht ontvangen over de installed base. Meteen wordt duidelijk welke armaturen functioneren en wat het energieverbruik is. Deze functionaliteiten zitten in de armaturen zelf, net als gps-locatie, omgevingslicht, temperatuur, opgenomen vermogen, accelerometer (beweging en scheefstand), en een kompas om te zien welke zijde moet worden gedimd als een bewoner last heeft van inschijnend licht in de slaapkamer.

Geluidssensoren

Ook het plaatsen van geluidssensoren en geluidscamera’s is mogelijk. “Daarvoor zijn we een samenwerking aangegaan met Sorama uit Eindhoven. Het ontwerp van de geluidscamera’s zit in de armatuur, zonder videocamera. We passen speciale technieken toe om de onderdelen te sealen. We leggen de microfoontjes achter een membraan, waardoor ze akoestisch gezien nog wel gevoelig zijn, maar geen last hebben van weersomstandigheden. We schalen de functionaliteit op van een klein product in een lab naar een hele straat. Meerdere systemen werken samen om een beeld van de omgeving te creëren.”

Leestip: ‘Installateurs moeten smart grids omarmen’

Geluidscamera met kijkhoek

De geluidscamera heeft net als een gewone camera een kijkhoek. “Met een kijkhoek van 120 graden, en een lichtpunthoogte van vier tot tien meter kun je al snel tot een radius van tientallen meters observeren. De techniek is zelfs in staat om aan te geven uit welke richting het geluid komt. Doordat je meerdere meetpunten hebt in een straat, kun je door middel van kruisbepalingen heel nauwkeurig inzichtelijk maken waar het geluid vandaan komt. En dat maakt de koppeling met verlichting interessant. Als je weet waar het geluid vandaan komt, dan kun je de lichtsterke op bepaalde locaties opschalen.”

Koppelen aan meldkamer

De Boer geeft een voorbeeld. “Als ergens een autoalarm afgaat, dan kan de verlichting die er het dichtst bij staat feller gaan branden of knipperen. Dat kun je dan direct koppelen aan een meldkamer, die dan actie kan ondernemen. Maar je kunt het ook gebruiken om agressie, knallen of brekend glas te detecteren in uitgaansgebieden of geluidsoverlast van vrachtverkeer.”

5G

Tot slot is het mogelijk dat telecombedrijven de lantaarns voorzien van small cells om bijvoorbeeld 5G te creëren. “We kunnen verschillende providers faciliteren om hun small cell op te hangen. Sustainder is bijvoorbeeld verbonden met de 5G challenge van KPN, waarbij het terrein van Amsterdam Arena wordt voorzien van 5G in combinatie met sensoren die de omgeving aftasten.”

Smart hub lantaarns

Op dit moment zijn er twaalf smart hub lantaarns met het Anne-armatuur geplaatst in The Green Village. ‘We hebben in de Green Village onze armaturen en de connectivity goed kunnen testen, en ook enkele bugs uit het systeem kunnen halen. Ervaring met het vrij programmeren en additionele sensoren zijn we momenteel aan het opdoen, maar daar zullen we pas over een paarmaanden resultaten van kunnen tonen. Momenteel wordt er druk gewerkt aan de ontwikkeling van DC-voeding op het terrein, wat betekent dat er constant stroom voorradig is voor armaturen en dat je daardoor ook overdag allerlei metingen kan uitvoeren. Daarnaast hebben we de intentie om video- en geluidsanalyse vanuit onze armaturen op GreenVillage samen met partners Sorama en Axis Communications toe te passen.”

Fijnstof meten

Slimme armaturen zijn inmiddels ook geplaatst bij een aantal early adopter-steden zoals Hilversum, Woensdrecht en enkele Duitse steden. “Daarnaast zijn we samen met het RIVM bezig een cassette te ontwikkelen waarin luchtkwaliteitssensoren zitten, waardoor het armatuur de luchtkwaliteit (fijnstof, NO2, luchtdruk, luchtvochtigheid en temperatuur) kan meten en automatisch kan doorgeven aan www.luchtmeetnet.nl van het RIVM. Als steeds meer lantaarnpalen van sensoren worden voorzien die de luchtkwaliteit meten, kan het RIVM de luchtkwaliteit in Nederland steeds beter in kaart brengen. We blijven op zoek naar nieuwe mogelijkheden en toepassingen.”

Lees ook: De toekomst is smart

Brokerage layer: slimme data uit de buitenomgeving opvangen

Alle slimme armaturen verzenden hun gegevens naar de gateway. De armatuur met de gateway wordt centraal in het mesh-netwerk van armaturen geplaatst voor een optimale dekking. De sensordata wordt opgevangen in de brokerage layer, waar gecheckt wordt of de data één keer per week correct en op tijd wordt verstuurd. De data gaat hierna naar het dataplatform van partners waar het wordt geanalyseerd en eventueel verrijkt om zo nuttige en gebruiksvriendelijke informatie aan de gemeente te bieden. Deze technologie is gebaseerd op een open standaard, waardoor deze via een API is te koppelen aan verschillende backoffice systemen. Alle data die de sensoren uit de slimme armaturen leveren, kunnen worden gebruikt om nieuwe toepassingen en diensten te ontwikkelen voor specifieke gebieden en behoeftes.