eluminocity – 스마트시티를 구현하는 지능형 가로등

eluminocity의 지능형 가로등은 적응식 가로등 조명, 전기차 충전, 주변 환경 및 교통 데이터 측정 등 실용적인 다양한 기능을 통합할 수 있습니다. 스마트시티의 중추 역할을 할 수 있어, 도시 생활을 더 편리하게 하고 인구 급증으로 발생하는 문제들을 경감시킬 수 있습니다.

2010년에는 세계 인구가 거의 절반씩 시골과 도시에 거주했습니다. WHO(세계 보건 기구)에 따르면 2050년에는 70퍼센트의 인구가 도시에 거주할 것으로 전망됩니다.

19세기는 제국의 세기였고, 20세기는 국가의 세기였다면, 21세기는 도시의 세기가 될 것입니다.

Wellington Webb, 전 덴버 시장

계속적인 인구 증가는 도시와 시민들에게 근본적인 문제들을 제기합니다:

  •      교통에 대한 수요 증가
  •      공기 오염 증가
  •      화석 연료 고갈

스마트시티 – 시민들의 삶의 질 향상

시장 조사기관 가트너(Gartner)의 베티나 트라츠 라이언은 이러한 문제에 대한 해결책이 스마트시티라고 보고 있습니다. EU는 스마트시티를 시민과 시민의 요구에 부응하는 도시라고 정의하고 있습니다. 이는 삶의 질을 향상시키고자 하는 것입니다.

이러한 목표 달성을 위해서 스마트시티는 광범위한 정보 기술 인프라를 사용합니다. 지능형 가로등은 통신 네트워크를 확대하고 하나의 가로등에 다양한 기능을 통합합니다. 이 가로등은 조명 기능을 제공할 뿐만 아니라 환경 조건에 따라 조절할 수 있어 에너지를 효율적으로 사용할 수 있습니다. 또한 전기차 충전과 대기 질 및 교통 데이터 측정 등 추가적인 기능들을 통합할 수도 있습니다.

eluminocity – 미래의 가로등

eluminocity의 스마트 가로등 (출처: eluminocity)

스타트업 회사인 eluminocity(독일 뮌헨), 인피니언, 인텔이 협력하여 스마트 애플리케이션을 개발하였습니다. 인피니언 칩을 사용하여 이들 애플리케이션을 제어합니다.

스마트 가로등에 다양한 기능을 통합할 수 있지만, 여전히 주된 기능은 거리 조명입니다. 스마트 가로등은 고압 나트륨 램프 대신 LED를 사용합니다. LED는 고압 나트륨 램프보다 전력 소모가 적고 6배 더 오래 가므로 폐기물 발생을 줄이고 전기를 절약할 수 있습니다. 시 당국은 가로등 전기 요금을 3/4까지 절감할 수 있습니다.

또한 스마트 가로등은 최대 150미터 반경 안에서 주변 조건에 따라서 조명을 조절할 수 있어 에너지 소비를 더욱 줄일 수 있습니다. 인피니언의 24GHz 레이더 칩 BGT24는 보행자나 자동차가 얼마나 빠르게 가로등으로 접근하고 있는지 감지합니다. 데이터 검증 제어를 위해 인피니언의 XMC™ 마이크로컨트롤러 제품군이 사용되고 있습니다.

레이더는 어떻게 동작하는가?

레이더는 어떻게 동작하는가?

레이더는 물체의 범위, 각도, 속도를 결정하기 위해 전자파를 사용하는 물체 탐지 시스템입니다. 레이더 시스템은 한 안테나에서 방출되고 다른 안테나로 수신되는 전자기파를 생성합니다.

 

인피니언의 조명 컨트롤러 XDPL8220은 LED로 인가되는 전력을 제어합니다. 레이더 칩과 조명 컨트롤러를 함께 사용하면 가로등 주변의 물체를 감지할 때만 가로등을 밝힐 수 있습니다. 또한 기상 조건에 따라서 조명을 조절할 수도 있습니다. 눈이나 비가 올때는 LED를 더 밝게 할 수 있습니다.

전기차 충전소

스마트 가로등의 또 다른 기능은 전기차 용 충전 모듈입니다. 독일 자동차 산업 협회(VDA)의 “Elektromobilität” 조사에 따르면, 2015년 말 46,000대의 전기차가  독일의 도로를 주행하였으며, 이 수치는 계속해서 증가할 것입니다. 독일 연방 정부가 2016년 7월에 전기차 구입 시 보조금을 지급할 것이라고 발표하였습니다.

충전 모듈을 통합하여 전기차 충전을 할 수 있음 (출처: eluminocity)

하지만 전기차 보급을 위해서는 넘어야 할 중요한 과제가 있습니다. 현재 충전소가 매우 부족합니다. 2011년~2015년 충전소 하나당 차량 2대이던 비율이 7대로 높아졌습니다. VDA의 전망에 따르면, 이 비율은 충전소 하나당 전기차 10대가 될 것입니다. 충전소에 대한 수요를 충족하고 이 비율을 적정하게 하기 위해서 독일의 전기차 개발 협의회와 연방 정부 자문 위원회는 2020년까지 도시 지역에 18만 개의 충전소를 추가할 계획입니다.

eluminocity는 이미 뮌헨, 시카고, 옥스포드, 에인트호번 등 여러 도시에 충전 기능을 통합한 지능형 가로등을 설치하였으며, 계속해서 추가적으로 설치할 예정입니다.

충전은 아주 쉽습니다. 전기차의 배터리 전력이 다하면 운전자는 최대 22kW 출력으로 충전할 수 있습니다. 충전기에 인쇄된 QR 코드를 스캔해서 자신의 신원을 확인한 후 소켓의 보호 커버가 열리면 충전 케이블을 전기차에 꽂고 배터리를 충전할 수 있습니다. 결제는 현금 없이 스마트폰 앱을 통해서 편리하게 할 수 있습니다.

운전자들의 불편을 덜다

도시에서의 에너지 소비와 오염물 배출 (출처: eluminocity)

내연 기관 엔진으로 구동되는 기존 자동차와 달리 전기차는 직접적인 CO2 배출을 없앨 수 있으며 도시의 심각한 대기 오염을 줄일 수 있습니다. 오늘날 도시는 전세계 CO2 배출량의 75퍼센트를 차지하고 있습니다.

전기차가 내연 기관 엔진 자동차를 완전히 대체하기 전까지는 오염 물질 배출을 측정하고 이 수치가 너무 높을 때는 속도 제한 등의 조치를 취해야 합니다. 곳곳에 설치된 지능형 가로등은 대기 질을 측정하고 이 정보를 인터넷으로 행정 당국으로 전달할 수 있습니다. 오염 수치가 허용 한계를 넘으면 가로등이 행정 당국으로 경보를 보내고, 행정 당국에서는 적절히 대처할 수 있습니다. 더 이상 복잡한 측정 장비와 관리 비용은 필요치 않을 것입니다.

또한 운전자들은 주차할 공간을 찾아헤메는 불편을 덜 수 있습니다. 자동차 대수는 많아지고 주차 공간은 점점 줄어들면서 주차 공간을 찾기가 갈수록 짜증스러워지고 있습니다. 스마트 가로등은 비어있는 주차 공간을 인식하고 이 정보를 클라우드 연결을 통해서 인근의 운전자에게 알려주어, 운전자의 에너지와 시간을 절약하고 짜증을 줄일 수 있습니다.

데이터 스트림을 위한 첨단 보안

IoT 에서 다양한 디바이스들이 민감한 정보를 포함한 데이터를 주고받습니다. 이러한 데이터는 에너지, 교통, 개인 및 업무 관련 정보를 포함합니다. 빌트인 인텔 모뎀은 클라우드와 데이터 교환을 위해 필요한 인프라를 제공합니다.

이러한 데이터가 악의적 공격자들 손에 넘어가지 않도록 하기 위해서 eluminocity의 개발자들은 인피니언의 OPTIGA™ 제품군의 보안 칩을 채택하였습니다. 이들 칩은 첨단 하드웨어 보안과 암호화 알고리즘을 결합하여 소프트웨어 기반 시스템 대비 더 강력한 보안을 제공합니다.

인피니언 및 인텔과 협력하여 eluminocity는 단순한 가로등을 다용도 노드로 탈바꿈시켰습니다. 스마트시티의 중추 역할을 할 지능형 가로등은 유연한 가로등 조명, 전기차 충전, 공기 질 측정 센서 등 다양한 기능을 통합할 수 있습니다. 지능형 가로등은 엔지니어들이 추가적인 기능을 통합할 수 있는 플랫폼을 제공하며, 통합할 수 있는 기능의 범위에는 제한이 없습니다.

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