Vind je het Internet der Dingen moeilijk te begrijpen? Praktijkvoorbeelden zijn de beste manier om te weten wat dat Internet der Dingen nu eigenlijk is en wat het kan betekenen.

We gaan daarvoor even naar Glasgow en bekijken een zogeheten smart city (slimme stad) project dat in diverse stadia verliep naarmate men steeds meer leerde over de uitdagingen in een zeer concrete context: het monitoren van luchtkwaliteit om beter luchtvervuiling te bestrijden.

Luchtvervuiling is een van de grootste uitdagingen van onze tijd. De situatie is er de laatste jaren op achteruit gegaan, onder anderen in grote steden. Volgens data van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) worden 80% van de mensen, die in stedelijke gebieden leven waar de luchtvervuiling wordt gemonitord, blootgesteld aan niveaus van luchtkwaliteit die de normen van de WHO overschrijden.

Internet of Things in de praktijk - smart city toepassing - luchtkwaliteit in Glasgow

De uitdagingen: kosten, mobiliteit en een totaaloverzicht

De gevolgen zijn niet van de poes: van een verminderde levenskwaliteit tot tal van ziekten en zelfs sterfte. De kost voor mens en maatschappij is groot. Terwijl de redenen voor luchtvervuiling sterk kunnen verschillen, is een cruciaal onderdeel van het bestrijden van het probleem kennis. Hoe is de luchtkwaliteit op eender welk moment in eendere welke plaats?

Internet of Things in de praktijk: een combinatie van technologieën zoals cloud, data analyse en mobiele connectiviteit

Technologie biedt hier een oplossing met het Internet der Dingen, draadloze connectiviteit, cloud computing en big data analyse, zoals in het voorbeeld van Glasgow dat we hier bespreken zodat je ziet hoe Internet of Things in de praktijk werkt.

Vooraleer je bepaalde beslissingen kunt nemen om de vervuiling in een stedelijk gebied tegen te gaan, bijvoorbeeld door tijdelijke verkeersbeperkingen of het instellen van lage emissiezones, moet je weten hoe het gesteld is met de luchtkwaliteit in elk gebied.

Dat is een hoogst dynamisch gegeven en er kunnen binnen een stedelijk gebied grote verschillen bestaan tussen diverse zones en wijken. Bovendien varieert de luchtkwaliteit in functie van diverse factoren: het tijdstip, de tijd van het jaar, bepaalde gebeurtenissen, het weer en zo meer. Je hebt met andere woorden een totaalbeeld nodig dat verbanden vindt maar je ook toelaat je maatregelen aan te passen naargelang de omstandigheid.

Dit is precies waar het Internet of Things als essentiële leverancier van intelligente informatie van pas komt. We zien dan ook dat veel smart city toepassingen worden opgezet binnen het kader van luchtkwaliteit en vervuiling.

De voordelen van mobiliteit

Glasgow beschikte al langer over diverse statische meetstations. Maar die meetstations zijn niet erg goedkoop en het was voor de stad onmogelijk om er nog meer te plaatsen en zo het hele stedelijke gebied te bestrijken. Met andere woorden: er waren plaatsen waar men niet in staat was om de luchtkwaliteit te meten.

Een goedkoop alternatief dat toeliet om veel dynamischer en mobieler te meten bleek het toevoegen van voertuigen te zijn (speciaal uitgeruste wagentjes) die zo een totaalbeeld helpen te verkrijgen. Het project, dat de naam ‘sensing the city’ kreeg, stelt Glasgow bovendien ook in staat om echt individueel te gaan kijken naar de vervuiling op microniveau: van specifieke zones tot bepaalde verkeersstromen en dies meer.

Mobiele Internet of Things meetsystemen voor luchtkwaliteitsanalyse in dozen gemonteerd op de wagens – bron Libelium
Mobiele Internet of Things meetsystemen voor luchtkwaliteitsanalyse in dozen gemonteerd op de wagens – bron Libelium

De oplossing voor het probleem was dus gevonden in de aanpak van dit ‘sensing the city’ project, een samenwerking tussen het Schotse innovatiecentrum voor sensor en beeldvorming systemen (CENSIS), de universiteit van Strathclyde (Institute for future cities) en het Spaanse maar internationaal actieve bedrijf Libelium.

De technologische en functionele componenten van Internet of Things in de praktijk

We kijken even naar de details van de oplossing. Er komt wat technologie bij kijken maar het toont je ook hoe Internet of Things oplossingen werken (en het wordt niet al te technisch).

‘Sensing’ en geconnecteerde objecten

Een eerste deel dat je nodig hebt zijn je ‘dingen’, je geconnecteerde ‘dingen. Je zou kunnen zeggen dat dit de speciale wagentjes zijn maar eigenlijk gaat het daar niet om, dat zijn maar de mobiele vehikels waar de echte connected devices zich in bevinden.

De wagentjes zijn uitgerust met een doos op het dak waarin zich diverse sensoren en transmissiemogelijkheden bevinden. Concreet is dat een Waspmote Plug & Sense! Smart Environment PRO van Libelium met verschillende gespecialiseerde sensoren van het bedrijf die zijn ontwikkeld voor zulke projecten (er is echt voor elke mogelijke toepassing van Internet of Things in de praktijk wel een specifiek aanbod). Met de sensoren kun je onder anderen de temperatuur, de vochtigheidsgraad, het koolstofmonoxidegehalte, het ozongehalte en nog veel meer parameters meten. Vergeet de naam van de producten (we hebben ook geen banden met enig vermeld bedrijf) maar zoals je op het plaatje onderaan kunt zien zijn dat dus de zogeheten end points, de echte connected devices.

Internet of Things in de praktijk - hoe het werkt in de mobiele smart city oplossing in Glasgow - bron Libelium
Internet of Things in de praktijk – hoe het werkt in de mobiele smart city oplossing in Glasgow – bron Libelium

Ontvangen en verzenden van data

Uiteraard moeten al die gegevens ook ergens heen gaan. Dat gebeurt door de data te sturen naar een sensor hub die zich in het handschoenenvak van de wagentjes bevindt.

Het heeft een GPS antenne, is uitgerust met zogeheten Zigbee connectiviteit en bevat een speciaal soort mini-computer. Opnieuw: vergeet voorlopig de technologieën en kijk naar het plaatje bovenaan. De sensor hub ontvangt gegevens van de sensoren op  het dak via een draadloze netwerktechnologie, de IEEE 802.15.4 standaard ,waar Zigbee gebruik van maakt.

We moeten natuurlijk met die data ook iets kunnen aanvangen en de vervuiling in kaart kunnen brengen. Dat is meteen de tweede functie van die sensor hub.

Dankzij de GPS kunnen de gegevens worden gekoppeld aan de locatie en ze worden vanuit de sensor hub doorgestuurd naar een cloud omgeving. Dat gebeurt via 3G, de mobiele netwerkstandaard. Waarom 3G? Omdat we in een mobiele (‘rijdende’) omgeving zitten en niet echt veel data moeten versturen. Dat is ook de reden waarom Zigbee volstaat voor de communicatie ‘binnen de wagentjes’: weinig data en (dus ook) geen super-verbindingen en een lagere kost.

Van de cloud naar visualisatie, applicatie en actie

Op basis van de cloud (in dit geval het Microsoft Azure IoT platform) is er een toepassing gemaakt (CitySense) door het eerder genoemde CENSIS.

Die laat toe om alles netjes in kaart te brengen, te visualiseren en actie te ondernemen. Onderaan zie je een screenshot van de bewuste cloud-gebaseerde toepassing.

Dashboard van het CitySense systeem ontwikkeld door CENSIS op basis van Microsoft Azure IoT - bron Libelium
Dashboard van het CitySense systeem ontwikkeld door CENSIS op basis van Microsoft Azure IoT – bron Libelium

Hopelijk stelt dit voorbeeld je in staat om een beter begrip te krijgen van hoe dat Internet der Dingen in de praktijk nou werkt, ondanks het stukje technologie, en wat je er mee kunt doen. Het is eens wat anders dan een fitness tracker en er zijn zeker veel complexere toepassingen maar met een kostenefficiënt, mobiel en betrouwbaar monitoring systeem voor luchtkwaliteit als voorbeeld zie je niet alleen de diverse componenten van het Internet of Things in de praktijk maar ook hoe het Internet der Dingen vandaag in tal van domeinen probleemloos en met een – in dit geval – maatschappelijk voordeel wordt toegepast.

Uiteraard bestaan er ook dichter bij huis soortgelijke initiatieven maar we pikten dit voorbeeld er uit omdat het zo netjes geïllustreerd is en je meteen doet zien hoe het werkt. Hopelijk had je er wat aan.

Meer Internet of Things praktijkvoorbeelden (Engels)

Extra bronnen:

 

 

Disclaimer: we hebben geen banden met enige van de vermelde ondernemingen. Bovenste afbeelding: Shutterstock – Copyright: fujji – Alle andere afbeeldingen eigendom van hun vermelde eigenaars.