Una città intelligente utilizza le tecnologie dell'informazione e della comunicazione (TIC) per contribuire a risolvere le sfide tradizionali della vita urbana. Le città intelligenti affrontano i problemi derivanti dai cambiamenti demografici e climatici, dalla crescita della popolazione, dall'inquinamento dei centri urbani, dalla scarsità di risorse e dall'aumento della criminalità.
Il termine smart city descrive le tendenze economiche, tecnologiche e sociali delle città verdi del futuro. Le città intelligenti sono un'implementazione dell'IoT (Internet delle cose). Le città intelligenti comprendono e sono collegate ad altri mondi intelligenti, come gli ambienti intelligenti, le build intelligenti, la logistica intelligente, la vendita al dettaglio intelligente, i trasporti intelligenti e la salute intelligente.
Grazie all'interazione tra le persone e l'IoT, gli abitanti delle città intelligenti sono in grado di utilizzare le tecnologie intelligenti per migliorare la qualità della loro vita.
Gli avvisi personalizzati e la visualizzazione dei dati consentono di identificare e prevenire rapidamente i problemi di salute e di prestazioni della rete.
I principali vantaggi delle città intelligenti includono la fornitura di servizi di base come l'approvvigionamento idrico, l'approvvigionamento energetico e la gestione dei rifiuti; una mobilità urbana efficiente e un trasporto pubblico conveniente; alloggi a prezzi accessibili e una migliore pianificazione urbana. I pianificatori delle città intelligenti utilizzano le tecnologie IoT per garantire la sostenibilità delle risorse ambientali, la conservazione delle aree ricreative, l'efficacia della sanità e dell'istruzione, la mitigazione degli effetti dei disastri naturali e la sicurezza dei cittadini.
Al centro delle città intelligenti ci sono le persone. Le città intelligenti mirano anche a dare voce ai residenti nel modo in cui vengono gestite le loro città, collegando agenzie governative, residenti e imprese.
La CCTV, comunemente nota come videosorveglianza, viene utilizzata per monitorare e fare rapporto su quasi tutti gli aspetti delle smart city. Ad esempio, la CCTV viene utilizzata per monitorare il traffico pedonale e veicolare. I dati sul traffico vengono utilizzati per pianificare reti stradali efficaci e progettare aree urbane per soddisfare al meglio pedoni e ciclisti.
La videosorveglianza nelle aree urbane viene utilizzata per scoraggiare potenziali criminali e per migliorare la sicurezza nelle abitazioni private, nelle aziende e nelle strade. Il CCTV migliora la sicurezza pubblica grazie alle funzionalità di tracciamento dei veicoli, riconoscimento delle targhe e riconoscimento facciale.
Utilizzati insieme al CCTV, i sensori IoT possono rilevare eventi fuori dall'ordinario, come uscite di emergenza bloccate, semafori guasti, fughe di gas, cantine allagate e fumo.
Notifiche in tempo reale significano una risoluzione più rapida dei problemi, in modo da poter intervenire prima che si verifichino problemi più gravi.
Le città intelligenti utilizzano sensori, luci e contatori connessi per raccogliere e analizzare i dati e creare soluzioni connesse. Per fornire queste soluzioni connesse vengono utilizzate diverse applicazioni software, interfacce utente e reti di comunicazione.
Quasi tutti gli oggetti fisici, da quelli piccoli come i pulsanti per le chiamate di emergenza a quelli grandi come i veicoli connessi, possono essere collegati a Internet aggiungendo sensori o attuatori. I sensori forniscono i dati utilizzati nelle applicazioni intelligenti per automatizzare i processi, ad esempio l'accensione dei lampioni quando fa buio, e prevedere gli eventi, ad esempio avvisando i servizi di emergenza di una città dell'imminenza di un temporale.
Una smart city è costituita da più reti geografiche (WAN), reti metropolitane (MAN) e reti locali (LAN).
In una WAN, i dispositivi connessi hanno di solito un raggio di oltre mezzo miglio. Le WAN possono coprire un'intera città e persino il mondo intero. Un esempio di WAN è Internet. Le MAN sono più grandi delle LAN ma più piccole delle WAN. Un esempio di MAN è la rete che collega i semafori di un'area metropolitana. Un esempio di LAN è la connessione tra i dispositivi di una build intelligente come una scuola, un ufficio o un ospedale.
Una rete a bassa potenza (LPWAN) è un tipo di WAN wireless progettata per consentire la comunicazione a bassa potenza su lunghe distanze tra oggetti collegati, ad esempio sensori che utilizzano una batteria. Utilizzando le tecnologie LPWAN, i dispositivi alimentati a batteria, come i sensori, possono funzionare fino a 10 anni senza intervento umano. Esempi di tecnologie LPWAN sono il Long Range (LoRa), il 5G e il Narrowband Internet of Things (NB-IoT).
Tra le applicazioni per le smart city che utilizzano le tecnologie LPWAN vi sono quelle per la misurazione del gas e dell'acqua, la gestione dell'energia, il rilevamento di perdite e allagamenti, il monitoraggio dei guasti, il monitoraggio del traffico, il monitoraggio della qualità dell'aria, i parcheggi intelligenti, l'ottimizzazione del posto di lavoro, l'ispezione automatizzata della sicurezza delle build, la sicurezza urbana e la gestione dei rifiuti e delle risorse.
LoRaWAN è un protocollo MAC (Media Access Control) per WAN progettato per consentire a dispositivi a bassa potenza di comunicare con applicazioni e dispositivi IoT su connessioni wireless a lungo raggio.
LoRa si riferisce a una modulazione wireless che consente di comunicare con un consumo energetico molto basso. LoRaWAN si riferisce a un protocollo di rete con chip LoRa per la comunicazione. LoRa è il livello fisico, cioè il chip. LoRaWAN è il livello MAC o il software su chip che consente la creazione di reti.
WPAN è l'acronimo di wireless personal area network. La WPAN collega i dispositivi di una batteria su brevi distanze, ad esempio nelle build intelligenti. Bluetooth e ZigBee sono esempi di tecnologie WPAN.
VPN è l'acronimo di virtual private network. Una VPN garantisce che i dati dei diversi utenti delle reti cittadine siano mantenuti privati dagli altri utenti. Ad esempio, quando ospedali, scuole e privati utilizzano la stessa infrastruttura energetica, le VPN garantiscono l'isolamento dei dati di ciascun inquilino.
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Costruire un'infrastruttura per le smart city, aggiornare software e risorse e assumere personale qualificato per sviluppare e mantenere i sistemi può essere costoso.
Le città intelligenti richiedono una connettività 24/7 e un'alimentazione affidabile.
Gli sviluppatori IT di applicazioni per le smart city devono garantire la sicurezza dei dati e la conformità alle normative nazionali e internazionali in materia.
I sensori fisici, che forniscono dati critici per consentire lo sviluppo e la gestione delle città intelligenti, di solito funzionano a batterie (si stima che ci siano circa un trilione di sensori fisici a livello globale), il che non è sempre efficiente dal punto di vista energetico nel lungo periodo.
Nelle città intelligenti, i cittadini possono non essere consapevoli dell'impatto della tecnologia moderna sulle loro vite e delle potenziali minacce causate dalla condivisione delle loro informazioni personali.
Le distorsioni involontarie dei dati, ad esempio i dati provenienti da sistemi preesistenti, possono discriminare alcuni settori della comunità delle smart city.
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Secondo Paessler GmbH, mentre i big data e il CCTV possono supportare efficacemente la pianificazione urbana, la raccolta dei dati non è sufficiente; l'inondazione di big data deve essere valutata in modo appropriato e utile. Il termine appropriato si riferisce a un monitoraggio conforme alle normative sulla protezione dei dati, ad esempio il Regolamento generale sulla protezione dei dati (GDPR).
