Събуждаш се сутрин. Умната ти гривна разбира това и уведомява кафе машината, която познава навиците ти и след 15 минути имаш готово кафе. Слизаш към колата, която си комуникира с умния град, за да избере оптималния маршрут. А в офиса ти и зимата, и лятото въздухът е с подходящата температура, защото климатикът е получил информация кога пристигаш. Звучи почти като научна фантастика, но всичко това вече е възможно.
Всички тези устройства са познати като Internet of Things (интернет на вещите), но това което се постига като ефект е така наречения Internet of Everything.
За да работи всичко това обаче е необходимо някой да осигури свързаността от най-малкия до най-големия сензорен сегмент.
От днес София става шестият град в Европа, и е сред първите в света, който ще разполага с такава мрежа, базирана на LoRaWAN и първият, който ще използва изцяло IPv6/6LowPAN хетерогенна технология.
Стартът на мрежата е днес, 13 септември, въпреки фаталната дата и без грам съобразяване с Ретроградния Меркурий.
Работата по софтуера и хардуера върви усилено от близо година, а в последните 70 дни екипът зад проекта работи почти денонощно.
За начало мрежата ще покрива цялата столица и ще бъде безплатна, тъй като е насочена предимно към ентусиасти и хора, напълно отворени за новите технологии, с надеждата София да докаже статута си на иновативен град и да има достатъчно желаещи да развиват и надграждат проекта.
Колко ли души са необходими за завъртането на една смарт крушка?
Може би нито един, но основната работа по проекта за "смарт мрежа" в София е дело основно на трима.
Определят се като млади, но доста опитни. И наистина, на фона на средната възраст на един успял млад мъж на 33, тримата имат зад гърба си опит в логистиката, софтуера с отворен код и IoT сферата и са работили за/със световни гиганти като Cisco, Uber, HP, IBM, Nokia.
Логистиката и връзките с доставчици са поверени на американец с български произход.
Анатолий Атанасов отговаря за "висшия пилотаж" в софтуера, LoRa сървърите, връзката към услуги с изкуствен интелект като Watson на IBM, Microsoft's Azure IoT, Autodesk Fusion, както и OpenData API точките.
За дизайна на хардуера и софтуера от по-ниско ниво и операционните системи с отворен код се грижи Илиян Стоянов.
Това е истински технологичен стартъп - чак до чипа в ръката на Илиян (но за него малко по-късно).
"Първоначално идеята ни беше да съберем две технологии на едно място и да ги накараме да си говорят общ език", разказва Илиян. Едната технология е добре познатата BLE или bluetooth low energy. Другата също е много добре позната, но в света на индустриалните автоматизации, а технологичното ѝ име е 802.15.4.
"За целта използвахме протокол, известен като 6lowpan или стандартния IPv6, но адаптиран за мрежи с много ниска консумация на енергия, работещи предимно на батерии и много близки разстояния, в рамките на тялото или в рамките на една сграда. Накрая добавихме и технология за много големи разстояния, известна като LoRaWAN.
Това е мрежа, която в оптимални условия дава 15 км покритие в радиус от базовата станция. Използва се за Internet of Things приложения предимно в градски условия, оптимизация на трафика, наблюдения на градската среда, въздух, замърсяване, но също така намира и приложениe в умни електромери, водомери, топломери, дигитално здраве..."
"Така събрахме в един хардуер 3 различни мрежови протокола, осигуряващи различни нива на свързаност и ги накарахме да говорят общ език през IPv6", приключва с техническите подробности (засега) Илиян.
Мрежата, която стартира в София, е комбинация от LoRaWAN и 802.15.4., като на този етап ще е с фиксирани технически параметри, въпреки че технологията позволява динамични такива.
"Причината е, че сме се насочили към ентусиасти и за сега всички сензори ще предават информация напълно безплатно. На определени точки в София, мрежата ще има и 802.15.4 свързаност през 6lowpan протокола, за да можем да тестваме и иновираме умни решения при управлението на сгради, сградни инсталации и офиси", продължава Илиян.
"Следващата стъпка за нас и мрежата е да пуснем на пазара и хардуерния модул с трите различни протокола, за да може всеки да си го купи, да го инсталира към определени модели домашни рутери и да стане част от мрежата ни", предусеща следващия ми въпрос Илиян.
"По този начин ще увеличим и капацитета на мрежата, за да дадем възможност за инсталация на практически неограничено количество сензори. Като в същото време ще предоставим възможност на потребителите да свържат домовете си, офисите или всякакви авангардни приложения, включително и преносими устройства, към мрежата, за да се възползват от това да живеят в един по-умен и по-свързан свят".
Бързам да попитам за още примери за потребителя, който за първи път се сблъсква с материята, преди Илиян да е навлязъл в техническите детайли и положението да стане "симпозиум на група съветски учени".
"Чакай първо да успокоим бабите и телекомите", смее се той.
LoRa и 802.15.4 са протоколи, които осигуряват свързаност при много висока енергийна ефективност, което обаче си има цена и тя е скоростта на мрежата.
Когато хората чуят телекомуникационна мрежа си представят невероятните скорости на 3G/4G или 5G мрежите. LoRa и 802.15.4 успяват да осигурят свързаност на огромни разстояния и при много ниска консумация на енергия, заради ниската си скорост. Най-бързата достижима връзка в LoRa или 802.15.4 мрежа е около 4 пъти по-бавна от стандартен телефонен модем, ако все още някой си спомня онези писукащи устройства.
За мрежи от сензори обаче, тези скорости са напълно достатъчни, защото обемите данни са много малки и са от типа на "включи/изключи" или "1/0". Или пък температурна стойност, стойност на фините прахови частици във въздуха и т.н. малки обеми данни.
802.15.4 работи на стандартни честоти от 2.4 Ghz като WiFi, а LoRa работи на утвърдения в Европа и напълно дерегулиран спектър от 868 Mhz, познат и като ISM band (industrial, scientific, medical), който се използва за научни, медицински и производствени цели.
За тези, които изпитват известни притеснения от многото антени и вредни емисии е важно да уточним, че всички използвани протоколи са напълно безвредни, като практически и трите оперират в различни части от ISM спектъра, който е предвиден и за медицинска дейност.
Модулите имат мощност от mW, която е в пъти по-малка дори от обикновен GSM апарат.
"Всички да са спокойни, супер безвредни сме, даже сме безобидни", приключва темата Илиян.
Мрежата освен, че е безвредна, може да бъде и много полезна.
"Знаеш, че има много възрастни хора, които живеят сами и имат нужда от медицинска помощ най-общо казано. Ако някой направи wearable с LoRa, който да изпраща през нашата мрежа директно детайли за този пациент до медицинския център, който да събира тая информация, кръвно налягане, пулс, и т.н., медицинските грижи могат да се подобрят, като в същото време падне разхода.
Освен това една такава гривна или устройство може да напомня на възрастните хора, напълно автоматично, да си пият лекарствата за деня", разпалено започва Илиян и продължава изброяването на възможностите, които се разкриват: паник бутони, автомизирано подаване на сигнали към линейки и т.н.
"Всичко това води до подобряване на медицинската грижа, по-нисък разход за здравеопазване и т.н.
Освен това, тази гривна изисква само да се зарежда веднъж в седмицата, което също може да се бъде автоматизирано като напомняне. Няма SIM-карти, няма нужда от мобилен телефон заради bluetooth, в крайна сметка говорим за възрастни хора, не можем да им закачим на всички по един fitbit", рисува бъдещето на дигиталното здравеопазване той.
Друго приложение на LoRa е управлението на умни сгради.
"Умният дом постоянно съобщава за консумираната електроенергия, така имаме отчетност в реално време на електромери, в същото време многото умни домове в една сграда могат да уведомят умния грид, който може или да понижи, или да повиши мощността на подаваното електричество към дадена сграда, според нуждите.
По този начин се предотвратяват аварии, повишава се енергийната ефективност и се намаляват вредните емисии.
Освен това колкото сме по-енергоефективни, толкова по-малко консумация на енергийни източници има, без значение дали идват от изток, от запад или падат от небето".
Връщаме се на самата мрежа.
"Ще обявим позициите на всички точки в София, като статуса на всяка една ще може да се наблюдава на собствения и IPv6 адрес и име. Точките ще имат имена от типа http://victoryXX.sof.orca.6lowpan.io".
Класът устройства носи името Victory и е кръстен на бивше гадже, с леко кисела усмивка уточнява Илиян.
"Защото много умните хора, правят най-големите грешки", затваря философски и със самоирония личната тема той и се връщаме в света на протоколите.
София ще е един от първите градове в Европа, покрити изцяло от мрежа от типа LoRa и първият с толкова широко покритие на 802.15.4.
"Специфичното е, че при нас трафикът ще се извършва изцяло през IPv6 протокол, както за LoRa, така и за 802.15.4. Това е първата подобна имплементация в световен мащаб. Решихме да рискуваме и да заложим изцяло на IPv6 свързаност, защото въпреки малко по-голямата сложност на мрежата от наша страна, от потребителска гледна точка, IPv6 осигурява много преимущества, както пред вече остарелия и изчерпан IPv4, така и пред протоколи от затворен тип", отново е във вихъра си Илиян.
Като истински робот, шегувам се аз. "С чип в ръката" е логичният отговор.
"NFC чип, на който планирам да си кача освен паспорта, за да минавам през четеца за биометрични данни на определени терминали, да си кача и картата за метрото и дебитната карта и да минавам през безконтактни терминали, допирайки ръката си. Освен това обмислям да го използвам и за контрол на достъпа, като ще го интегрирам с LoRa/802.15.4 мрежата", обяснява той в отговор на моето учудване.
Като споменахме достъп, ето как ще се случва той.
"Ако някой иска да свърже сензор или сензори в мрежата ни, е необходимо да се свърже с нас, за да му помогнем при настройките. 802.15.4 е сравнително лесен протокол за работа, като специфичното е, че колкото повече сензори има в района, толкова по-голямо е покритието.
LoRa е мрежа, която наподобява начина, по който оперират стандартните телекомуникационни мрежи. За разлика от тях обаче, няма SIM-карти и модули.
Необходимо е просто да поискате от нас уникален за вас ключ като може или предварително да регистрирате всички сензори (особено удачно е, ако са малко на брой), или при самото им програмиране да използвате ключа и сензорите да се активират в мрежата самостоятелно при първото им включване.
Бъдещето? "Имаме желание да направим огромна глобална мрежа, базирана на crowdsource принципа, за сега сме концентрирани върху Европа, следващите цели са Барселона и Берлин".
Защо точно те, питам по-скоро от любопитство.
"Барселона, защото за годината, която прекарах в този град, го почувствах като дома ми в Европа, защото е технологичен хъб и защото там всеки, от сервитьора до всички артисти, художници и музиканти знаят какво е Internet of Things", обяснява Илиян.
"А Берлин е хай-тек центъра на Европа с най-високата концентрация на човешки талант и високотехнологични компании, които могат да използват мрежата, да изграждат иновативни продукти, както и да намерим хора, мислещи като нас и естествено да вървим по пътя на монетизирането на технологията".
"Защото крайните цели за технологиите, които осигуряваме, особено LoRa, са Африка и Южна Америка, където бихме искали да доставяме свързаност на отдалечени региони за наблюдение на здравето на хората и автоматизирано и оптимизирано земеделие", изстрелва финалния си аргумент той.
