Enhancing public safety with smart street lighting: Koules walkway case.

Abstract

The Internet of Things (IoT) paradigm has given new tools and countless opportunities to promote new Smart City initiatives on a worldwide scale. IoT provides the means to remotely monitor, manage and control devices, and to create new insights and actionable information from real-time data. Energy management is one of the most demanding issues within urban centers, owing to the complexity of the energy systems and their vital role (Calvillo, Sanchez-Miralles, & Villar, 2016). Street lighting is an important community service that can consume as much as 40 percent of a city’s energy budget. Consequently, street lighting has emerged as a leading smart city application. The objective of this thesis is to build a proof-of-concept smart lighting network and control system prototype to be used on the windbreaker walkway of the city of Heraklion. Depending on the wind intensity on the walkway, the color-tunable lights will be used to convey the safety situation to would-be visitors. The proposed solution is designed to utilize Wireless Sensor Networks (WSN) to create a grid of low-cost microcontrollers that will regulate lighting based on environmental input. The whole system is designed using open-source initiatives and offers a web-based management application, making it easy to integrate with existing Municipality web-based infrastructure. The main novelty of our system is the use of open standards, the lowcost integration to the existing lighting infrastructure without the need for modifications and the value-added by the proximity capabilities of the used microcontrollers.

Οι εφαρμογές του Ίντερνετ των Πραγμάτων (IoT) έχουν προσφέρει καινοτόμα εργαλεία και αμέτρητες ευκαιρίες για την προώθηση νέων πρωτοβουλιών στις έξυπνες πόλεις. Το IoT παρέχει τα μέσα για την απομακρυσμένη παρακολούθηση, διαχείριση και έλεγχο συσκευών, και τη δημιουργία νέων πληροφοριών και δράσεων που μπορούν να ενεργοποιηθούν από δεδομένα που λαμβάνονται σε πραγματικό χρόνο. Η διαχείριση της ενέργειας είναι ένα από τα πιο απαιτητικά ζητήματα στα αστικά κέντρα, λόγω της πολυπλοκότητας των ενεργειακών συστημάτων και του ζωτικού τους ρόλου. Ο δημόσιος φωτισμός είναι μια σημαντική κοινοτική υπηρεσία που μπορεί να καταναλώσει έως και το 40% του ενεργειακού προϋπολογισμού μιας πόλης. Κατά συνέπεια ο φωτισμός έχει αναδειχθεί ως κορυφαία έξυπνη εφαρμογή για τις πόλεις. Στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι η εννοιολογική και πρωτότυπη κατασκευή μιας εφαρμογής έξυπνου φωτισμού για τη παραθαλάσσια προβλήτα της πόλης του Ηρακλείου. Ανάλογα με την ένταση του ανέμου στη διαδρομή, τα έγχρωμα φώτα θα χρησιμοποιηθούν για να μεταδώσουν πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση ασφαλείας σε πιθανούς επισκέπτες του πεζόδρομου. Η προτεινόμενη λύση υποστηρίζει την χρήση ασύρματου δικτύων αισθητήρων για να δημιουργήσει ένα πλέγμα μικροελεγκτών χαμηλού κόστους που θα ρυθμίζουν την λειτουργία του φωτισμού με βάση τα περιβαλλοντικά δεδομένα. Το όλο σύστημα έχει σχεδιαστεί με πρωτοβουλίες ανοικτού κώδικα και προσφέρει μια διαδικτυακή εφαρμογή διαχείρισης, γεγονός που καθιστά εύκολη την ενσωμάτωση με την υπάρχουσα διαδικτυακή υποδομή του Δήμου. Η κύρια καινοτομία του συστήματός μας είναι η χρήση ανοικτών προτύπων, η χαμηλού κόστους ενσωμάτωση στην υπάρχουσα υποδομή φωτισμού χωρίς την ανάγκη τροποποιήσεων και η προστιθέμενη αξία από τις δυνατότητες εγγύτητας των χρησιμοποιούμενων μικροελεγκτών.