XBee 스마트시티 가로등 관리, Sicom CityMesh 사례

Sicom Electronics의 CityMesh는 Digi XBee 모듈로 수천 개의 가로등과 신호등을 원격 관리합니다.

CityMesh는 칠레 Sicom Electronics가 수천 개의 가로등과 신호등을 더 정확하고 지능적으로 제어하도록 만든 확장 가능한 스마트시티 네트워크로, 무선 연결에 Digi XBee RF 모듈을 씁니다. 지방자치단체는 이 네트워크로 비용 절감, 친환경 설치 공간 개선, 시민 안전 증대 효과를 얻었습니다.

Sicom Electronics 스마트시티 가로등 관리 사례.

CityMesh로 관리하는 가로등 사진.

Sicom Electronics가 있는 칠레는 화석 연료를 수입하고 수력 발전 댐에 많이 의존해 에너지 절약이 중요합니다.

배경

칠레 도시는 신호등부터 에너지를 줄였습니다

에너지 효율성이 최우선인 나라에서 도시는 에너지 소비를 줄이고 세금을 현명하게 쓰는 방법을 계속 찾고 있습니다. 처음에는 신호등과 제어가 중요하고 긍정적인 영향을 줄 수 있는 교통 인프라에 초점을 맞췄습니다.

Sicom Electronics 생산 관리자 Carlos Bay-Schmith는 신호등의 할로겐 램프를 바꾸면 곧바로 이점이 있다고 말했습니다. 2000년대 초반에 LED가 등장했고, 할로겐을 바꿔 컬러 LED를 쓰는 것은 직접적인 개선이었습니다. 하지만 교통 흐름을 개선하고 안전성을 높이며 에너지를 절약할 기회가 더 많다는 것도 알았다고 합니다.

태양열로 작동하는 신호등 사진.

Sicom은 신호등용 컨트롤러를 개발해, 무선 통신으로 원격 관리하는 턴키 방식의 태양열 발전 시스템을 도시에 제공했습니다. LED는 전력을 거의 소모하지 않아 태양 전지판으로 전력을 공급할 수 있고, 교통 흐름을 최적화하도록 동기화해 운전자가 연료를 덜 씁니다. Digi XBee 덕분에 이 모든 기둥을 개별 위치에서 관리합니다.

U.FL 커넥터가 있는 Digi XBee Zigbee 저전력 모듈은 신호등과 클라우드 사이에 쉽고 경제적인 연결을 제공합니다. 짧은 대기 시간과 예측 가능한 통신 타이밍이 필요한 스마트시티 응용에 알맞고, 빠르고 강력한 메시 구성으로 앤드 포인트 연결을 쉽게 합니다. 업데이트된 Digi XBee Zigbee 모듈은 향상된 전력 소비, 무선 펌웨어 업데이트 지원, MicroPython 프로그래밍 기능, Bluetooth® Low Energy를 갖췄습니다.

Bay-Schmith는 이런 자율 신호등을 많이 설치했고 매우 안정적이라고 말했습니다. 2010년 지진 이후 시립 고객 중 한 곳은 쓰나미로 큰 피해를 입어 도시 전체가 어두웠는데, 거리 모퉁이의 신호등만 켜져 있었다고 합니다.

가로등

CityMesh 가로등은 7개 도시에 배포되었습니다

곧 Sicom 엔지니어들은 더 큰 과제인 가로등에 나섰습니다. LED 기술이 계속 발전해 백색 LED로 거리를 밝힐 수 있게 되었고, 그때 CityMesh 가로등 시스템을 만들었습니다. 이 LED는 조광과 제어가 쉽고 210 lumens/watt(와트당 210루멘)를 낼 수 있으며, 이는 고압 나트륨과 할로겐화물이 낼 수 있는 값의 거의 두 배입니다. 초기 가격이 저렴하고 운영 비용이 50% 낮으며 조도가 우수합니다. Digi XBee 모듈로 도시 전체의 에너지 효율적인 연결 메시 네트워크에 연결합니다.

CityMesh 가로등 시스템 사진.

오늘날 CityMesh는 칠레의 7개 도시에 배포되어 수천 개의 가로등을 제어합니다.

기술 과제

수천 개 규모에서는 Low-Level 제어가 필요했습니다

Bay-Schmith는 수천 개의 가로등이 있는 대규모 메시 네트워크에 이르면 기술적 한계에 부딪힐 수 있다고 말했습니다. 그는 Digi XBee가 가장 구성 가능하고 Low-Level에서 재구성할 수 있는 좋은 펌웨어를 갖췄다고 평가했습니다.

• UART와 AT 명령은 10-20개 지점에서 작동할 수 있지만, Sicom은 7,000개의 조명을 제어해야 했습니다.
• Low-Level에서 라우팅하지 않으면 명령이 노드에 도달하지 않습니다.
• 다른 대안은 가로등에 빠르게 명령을 내릴 수 없었거나, 가로등이 명령을 받기 전에 3-4번 명령을 보내야 했습니다.
• 200~250개의 조명을 제어하는 게이트웨이로 고성능 모듈을 쓰고 트리 구조의 메시 네트워크를 설계했습니다.

운영

가로등을 원격으로 하나씩 제어합니다

각 CityMesh 컨트롤러는 안테나에 연결되어 가로등에 붙은 플라스틱 상자에 들어 있고, 장치마다 고유한 MAC 주소가 있습니다. Sicom 엔지니어는 설치 위치별 동적 지도를 만들어 중앙 위치에서 각 가로등을 원격으로 모니터링합니다.

Bay-Schmith는 설치가 매우 쉽고, 각 장치가 가로등의 220V 전원 케이블에서 전력을 받는다고 설명했습니다. 가로등을 하나씩 독립적으로 구성하고 작동할 수 있으며 On/Off 파라미터를 설정하고 포토 셀로 자동 디밍을 할 수 있습니다. 예를 들어 새벽 2시까지 조명을 100%로 켜고 아침까지 80%로 어둡게 하거나, 불꽃놀이 중에 특정 조명을 끌 수 있습니다.

CityMesh 컨트롤러와 가로등 관리 사진.

효과

에너지 비용이 50-80% 줄었습니다

지자체는 LED로 전환하고 무계층 청구에서 계량형 청구로 바꾸면서 에너지 비용이 50-80% 줄었다고 보고했습니다. Bay-Schmith는 CityMesh로 운영 비용을 줄일 수 있다는 점에 특히 주목합니다.

원격 관리는 값비싼 차량 파견도 줄여 유지 관리를 단순하게 합니다. 조명을 검사하고 고장을 찾으려고 팀을 보낼 필요가 없고, 중앙 콘솔에서 모든 것을 볼 수 있으며 조명이 오프라인이 되면 바로 알 수 있습니다. CityMesh 스마트시티 응용은 도시의 환경 설치 공간을 줄이고 비용을 절감하며 시민 안전을 개선합니다.

자주 묻는 질문

참고 자료

• Sicom Electronics CityMesh
• Carlos Bay-Schmith, Sicom Electronics
• Digi XBee Zigbee 저전력 모듈