The vision of the Smart City and Internet of Things is gradually becoming areality. Many cities around the world have initiated a modernization processtowards more intelligent and ecient management systems and Stockholm isnot an exception. This work is chiey devoted to public lighting; owing toits ubiquitous nature, it may certainly play a major role driving this transformation.It addresses the main concerns of the Trac Oce, in charge of thisinstallation, in relation with the architecture, underlying protocols, opportunities,and available systems in the market, among others.The lack of a unied standard as well as legal, human and security issueshave initially hampered the maturing process of this new paradigm. The existenceof multiple alternatives leads to the overchoice phenomenon and oftendiscourages industries and governments to adopt IoT solutions. Therefore, anextensive survey has been conducted to analyze the suitability of dierent protocolswith the requirements of the installation. Solutions have been classiedin three main categories, and one instance of each, namely IEEE 802.15.4,NB-IoT and LoRa, have been evaluated to illustrate an example architectureand calculate capacity and cost metrics.The demands of such deployment have been identied by agreeing on a basicset of services. As a result, two scenarios (worst-case and optimistic) havebeen proposed to model system's trac. A mathematical methodology hasbeen used to establish a soft limit on the maximum amount of devices servedby a single gateway that should be considered by implementers. In case of NBIoT,the capacity depends entirely upon the network operator, consequentlythe comparative is based on a third model (minimum trac) focused on reducingthe operation cost. In this way, this thesis provides the Trac Ocewith an initial approach to the matter and an unbiased reference frameworkto decide the future development of street lighting in Stockholm. / La vision de la Ciudad Inteligente y el Internet de las Cosas esta cada vezmas cerca de convertirse en una realidad. Una gran cantidad de municipiospor todo el mundo han comenzado un proceso de modernizacion hacia sistemasde gestion mas ecientes y ecaces y Estocolmo no es una excepcion.Este trabajo esta principalmente dedicado al area de la iluminacion publica,puesto que su presencia ubicua la convierten en uno de los entes principalesque impulsan esta transformacion. Mas concretamente, responde a las dudasdel departamento de Traco de la ciudad sobre la posible infraestructura,protocolos de comunicacion, oportunidades y disponibilidad de sistemas en elmercado, entre otros asuntos.La falta de un estandar unicado junto con la aparicion de diferentes cuestioneslegales y problemas de seguridad ha dicultado la maduracion de estenuevo paradigma de comunicaciones. De la misma manera, la existencia demultiples alternativas en el mercado ha generado cierta reticencia del sectorgubernamental e industrial debido a la indecision provocada por el exceso deoferta. Por este motivo, se ha realizado un estudio cualitativo sobre la idoneidadde las diferentes soluciones para los requerimientos que imponen este tipode instalaciones. Se han identicado tres principales categoras y se ha analizadoel protocolo mas representativo de cada una de ellas para ejemplicarla arquitectura del sistema y obtener medidas orientativas sobre su coste ycapacidad.Una vez identicados los servicios basicos que deberan proporcionarse, se hanplanteado dos escenarios que modelan el traco en la red para una situaciondesfavorable y otra optimista. A traves de un desarrollo matematico se haobtenido la cantidad maxima de dispositivos que pueden conectarse a unmismo Gateway para cada tecnologa, con el n de proporcionar un datoorientativo para la entidad encargada del dise~no del sistema. En el caso detecnologas celulares, la infraestructura depende por completo del operador,por lo que se ha determinado mas provechoso estudiar el coste de operacioncon un tercer modelo orientado a la reduccion del mismo. De esta forma,este trabajo provee al departamento de Traco de un primer acercamiento alproblema y un marco de referencia para tomar con coherencia futuras decisionessobre la modernizacion del servicio de alumbrado publico en Estocolmo. / Visionen om den Smarta Staden och Internet of Things blir gradvis en realitet. Många städer runt om i världen har startat en moderniseringsprocess mot intelligenta och mer effektiva system och Stockholm är inget undantag. Den här avhandlingen är främst ägnad åt offentlig belysning eftersom den säkert kan spela en viktig roll för att driva på omvandlingen, på grund av sin allestädes närvarande natur. Den behandlar trafikkontorets, myndigheten som ansvarar för belysningen, största bekymmer i samband med bland annat arkitektur, underliggande protokoll, möjliga och tillgängliga system på marknaden. Bristen på en enhetlig standard och juridiska, mänskliga samt säkerhetsfrågor har inledningsvis hindrat mognadsprocessen för detta nya paradigm. Förekomsten av flera alternativ leder till övervalsfenomen och avskräcker ofta industrier och regeringar för att anta IoT-lösningar. Därför har en omfattande undersökning genomförts för att analysera lämpligheten för olika protokoll med krav för installationen. Lösningar har klassificerats i tre huvudkategorier, och ett exempel av var, nämligen IEEE 802.15.4, NB-IoT och LoRa, har utvärderats för att illustrera en exempelarkitektur och beräkna kapacitets- och konstandsmått. Kraven på sådan utplacering har identifierats genom att komma överens om en grundläggande uppsättning tjänster. Två scenarier (värsta fall och optimistisk) har föreslagits för att påvisa systemets trafik. En matematisk metod har använts för att fastställa en mjukgräns för de maximala mängder anordningar som betjänas av en enda gateway vilken bör övervägas av implementatörer. NB-IoT kapaciteten beror på nätoperatören, därför grundas jämförandet med en tredje modell (minsta trafik) fokuserad på att minska driftskostnaden. Det här examensarbetet tillför sålunda trafikkontoret ett första tillvägagångssätt och en saklig referensram för att bestämma den framtida utvecklingen av gatubelysningen i Stockholm.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-229483 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Pascual Pelayo, Ignacio Javier |
| Publisher | KTH, Nätverk och systemteknik, Stockholm Stad |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Unknown |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2018:113 |
Page generated in 0.003 seconds