eluminocity - diese Straßenlaterne macht Cities smart

Ob anpassungsfähige Straßenbeleuchtung, Ladestation für Elektroautos oder Messstation für Umwelt- und Verkehrsdaten – die intelligente Straßenlaterne von eluminocity vernetzt zahlreiche praktische Funktionen. Als Rückgrat so genannter Smart Cities ermöglicht sie den Bürgern ein komfortableres Leben in der Stadt. Zudem mindert die negativen Folgen des zunehmenden Bevölkerungswachtsums.

Im Jahr 2010 hat sich die durchschnittliche Bevölkerung weltweit gleichermaßen zwischen ländlichen und urbanen Gegenden aufgeteilt. Im Jahr 2050, so die Prognose der Weltgesundheitsorganisation (WHO), werden knapp 70 Prozent der Menschheit in Städten wohnen.

Das 19. Jahrhundert war ein Jahrhundert der Weltreiche, das 20. Jahrhundert war ein Jahrhundert der Nationalstaaten, und das 21. Jahrhundert wird ein Jahrhundert der Städte sein.

Wellington Webb, ehemaliger Bürgermeister von Denver

Das kontinuierliche Bevölkerungswachstum stellt Städte und die darin lebenden Menschen vor grundlegende Herausforderungen:

  •      Der Bedarf an Mobilität steigt
  •      Die Luftverschmutzung nimmt zu
  •      Fossile Energiequellen schwinden

Smart City – verbesserte Lebensqualität für Bürger

Die Lösung für diese Probleme sehen Experten, wie Bettina Tratz-Ryan vom Marktforschungsunternehmen Gartner, in sogenannten Smart Cities. Die Europäische Union definiert Smart Cities als Städte, die sich wie ein denkender Organismus an ihre Bürger und deren Bedürfnisse anpassen. Das Ziel: Die Lebensqualität der Menschen zu verbessern.

Um dieses Ziel zu erreichen, nutzen Smart Cities eine umfassende Infrastruktur an Informationstechnologien. Intelligente Straßenlaternen verstärken das Kommunikationsnetzwerk und vereinen mehrere Funktionen unter einem Lampenschirm. So spenden die Straßenlaternen nicht nur Licht, sondern passen dieses auch an die individuellen Verhältnisse des Umfelds an, um Energie effizienter zu nutzen. Zudem dienen sie als Ladestation für Elektroautos, als Messgerät für Luftqualität und zur Verkehrsregelung.

Intelligente Straßenlaterne – das Rückgrat der Smart Cities

Die intelligente Straßenlaterne von eluminocity (Bildquelle: eluminocity)

Das Münchner Start-up-Unternehmen eluminocity hat sich mit Infineon und Intel zusammengeschlossen, um Städte mit der gleichnamigen Straßenlaterne auszurüsten und die Bürger mit genau diesen intelligenten Anwendungen zu versorgen. Die Steuerung der Anwendungen übernehmen dabei Chips von Infineon.

Die Hauptaufgabe der Laterne liegt – trotz ihres umfangreichen Funktionsumfangs – in der Straßenbeleuchtung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Straßenlaternen setzt eluminocity allerdings nicht auf konventionelle Natriumdampflampen, sondern auf LEDs. LEDs halten nicht nur zwei bis sechs Mal so lange, was für weniger Müll sorgt. Sie sparen zudem Strom. Dadurch können Kommunen Dreiviertel ihrer Kosten für Straßenbeleuchtung direkt senken.

eluminocity geht noch einen Schritt weiter und passt die Beleuchtung sogar an die Gegebenheiten im Radius von bis zu 150 Metern an, um den Energieverbrauch zu drosseln. Der 24GHz-Radar-Chip BGT24 von Infineon erkennt dabei, ob und wie schnell sich beispielsweise ein Fußgänger oder ein Auto der Straßenlaterne nähert. Die Auswertung der Daten übernimmt der Infineon-Mikrocontroller XMC™-Familie

Wie funktioniert Radar?

Wie funktioniert Radar?

Radar ist ein Objekterkennungssystem, das Radiowellen verwendet, um die Reichweite, den Winkel oder die Geschwindigkeit von Objekten zu bestimmen. Dabei erzeugt das Radarsystem elektromagnetische Wellen im Mikrowellenbereich, die von einer Antenne ausgesendet und von einer anderen empfangen werden.

Der Infineon-Lichtcontroller XDPL8220 wiederum steuert den Strom, der durch die LEDs fließt. Im Zusammenspiel bringen die Chips die Straßenlaterne zum Leuchten, sobald sich ihr ein Objekt nähert. Erst wenn sich das Objekt wieder entfernt, dunkelt die Lampe ab. Auch passen die Chips das Licht der Straßenlaterne an die vorherrschenden Witterungsverhältnisse an. Schneit oder regnet es, leuchten die LEDs deutlich heller als in der Dämmerung.

Flächendeckend Strom zapfen

Eine weitere Funktion der smarten Straßenlaterne ist die Ladefunktion für Fahrzeuge mit Elektromotor. Laut der Studie „Elektromobilität“ des Verbands der Automobilindustrie (VDA) fuhren auf Deutschlands Straßen gegen Ende 2015 rund 46.000 Elektrofahrzeuge. Experten des VDA rechnen mit einem kontinuierlichen Anstieg, da die Bundesregierung seit Juli 2016 den Kauf von Elektroautos subventioniert.

Das verbaute Lademodul ermöglicht das Laden von Fahrzeugen mit Elektromotor (Bildquelle: eluminocity)

Ein ausschlaggebendes Hindernis stellt sich der Nachfrage an Elektroautos jedoch in den Weg. Bislang mangelt es an einem flächendeckenden Ladestationen-Netzwerk. Während zwischen 2011 und 2015 das Verhältnis von zwei auf sieben Fahrzeuge pro Ladestation gestiegen ist, geht der VDA davon aus, dass durch das künftige Wachstum an Elektroautos bald zehn Fahrzeuge auf eine Ladestation kommen werden. Um den Bedarf an Ladstationen zu decken und das Verhältnis auszugleichen, planen die Nationale Plattform Elektromobilität und ein Beratungsgremium der Bundesregierung bis 2020 über 180.000 Ladesäulen in Ballungsräumen zu errichten.

eluminocity hat einzelne Modelle ihrer intelligenten Straßenlaterne mit integrierter Ladestation bereits in Städten, wie München, Chicago, Oxford und Eindhoven aufgestellt – weitere Ladesäulen werden folgen, so das Unternehmen.

Und so einfach funktioniert der Ladevorgang: Neigt sich die Batterieladung eines elektrobetriebenen Fahrzeugs gen Ende, kann der Fahrer diese mit einer Leistung von bis zu 22 kW wieder aufladen. Dazu muss er sich per Scan eines auf der Ladesaule aufgedruckten QR-Codes identifizieren. Anschließend öffnet sich die Schutzvorrichtung der Steckdose, in die er das Ladekabel einfügen kann, um so sein Auto zu laden. Bezahlt wird bargeldlos und bequem per Smartphone-App.

Tief durchatmen

Energieverbrauch und Emissionen liegen überwiegend in den Städten (Bildquelle: eluminocity)

Entgegen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren vermeiden Elektroautos den direkten Ausstoß von Kohlendioxid (CO2) und wirken somit der zunehmenden Luftverschmutzung in urbanen Gegenden entgegen – Städte sind mittlerweile für 75 Prozent der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich.

Bis elektrisch betriebene Fahrzeuge die weit verbreiteten Autos mit Verbrennungsmotor gänzlich abgelöst haben, ist es notwendig, den Ausstoß von Schadstoffen zu messen, um bei zu hohen Werten geeignete Maßnahmen, wie Geschwindigkeitsbegrenzungen, zu ergreifen. Die intelligente Straßenlaterne misst an den unterschiedlichen Standorten die Luftqualität und leitet diese Werte über eine bestehende Internet-Verbindung an die zuständige Behörde weiter. Überschreiten Emissionswerte die zulässige Höchstgrenze, schlägt die Laterne Alarm und Kommunalregierungen können reagieren. Aufwendige Messungen, gekoppelt mit hohen Verwaltungskosten könnten somit schon bald der Vergangenheit angehören.

Ebenfalls tief durchatmen können Autofahrer bei der Parkplatzsuche, die aufgrund der zunehmenden Fahrzeugdichte und des steigenden Platzmangels zu Stressmomenten führen kann. Die smarte Leuchte ist in der Lage, freie Parkplätze zu erkennen und diese über eine Cloud-Anbindung an Autofahrer in der Nähe weiterzugeben. Das spart Energie-Ressourcen, Zeit und Nerven.

Modernste Sicherheit für Datenströme

Im Internet der Dinge (IoT) fließen zwischen den einzelnen Geräten Datenströme, die sensible Informationen enthalten. Darunter fallen Energie-, Verkehrs-, Personen- oder Geschäftsdaten. Für den Datenaustausch mit der Cloud sorgt das verbaute Intel-Modem.

Um zu vermeiden, dass diese Daten in die falschen Hände geraten, setzen die Entwickler bei eluminocity auf die bewährten Sicherheits-Chip der OPTIGA™-Familie von Infineon. Diese Chips kombinieren hochmoderne Hardware-Sicherheit mit Verschlüsselungs-Algorithmen und sorgen dadurch für ein Plus an Sicherheit im Vergleich zu rein Software-basierten Systemen.

Zusammen mit Infineon und Intel hat eluminocity das Prinzip einer einfachen Straßenlaterne in einen vielseitigen Knotenpunkt verwandelt. Dieser stellt das Rückgrat von Smart Cities dar, da er Städte mit einer breiten Palette an Funktionen, wie flexible Straßenbeleuchtung, einem Netz an Ladestation für Elektroautos und Luftmessungssensoren, ausstattet. Von der intelligenten Straßenlaterne profitieren jedoch nicht nur die Einwohner, sondern auch Ingenieure, denn sie bietet eine Plattform für weitere Funktionen. Die Palette an möglichen Funktionen hat somit noch lange nicht ihre Grenzen erreicht.

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