Devido ao rápido aumento do número de veículos nas estradas, é provável que existam problemas de tráfego e estacionamento. A razão é a incapacidade da infraestrutura de transporte atual e do sistema de estacionamento de lidar com o crescente número de veículos nas estradas. Fatores como ocupação de escritórios, emprego, posse de carro, viagens e gastos discricionários estão impactando a forma como o estacionamento é usado. As cidades inteligentes de hoje têm todas as facilidades, mas o alívio do problema do estacionamento permaneceu sem solução por muito tempo.
A preocupação com a falta de estacionamento suficiente aumentou em grande medida. Compreendendo a gravidade da situação e a necessidade do momento, Arjun, um engenheiro de hardware, e Siva, um veterano de software, tiveram a ideia de iniciar um empreendimento com o objetivo de fornecer soluções de estacionamento baseadas em IoT por meio de sua empresa WiiTronics. Desejosos de saber mais sobre a empresa, pedimos a Arjun (que é o CEO e fundador da empresa) uma interação individual com ele e aqui estamos prontos para dar o pontapé inicial. Então, vamos começar com o artigo para entender os produtos que o WiiTronics está oferecendo e como eles são benéficos em termos de gerenciamento adequado de estacionamento.
P. Conte-nos sobre sua empresa WiiTonics. Que tipo de solução de gerenciamento de estacionamento você oferece?
WiiTronics é uma empresa incubada do IIT Madras que foi iniciada em 2013 para desenvolver plataformas de hardware e software especificamente com a IoT em nossas mentes. Sou engenheiro de hardware do Vale do Silício e meu parceiro Siva é um veterano de software. Ele estava trabalhando na Wipro anteriormente na Índia e depois foi para Cingapura para estudos adicionais. Lá ele estava trabalhando para uma empresa que pertencia ao governo de Cingapura no lado de P&D. Então eu o convidei para vir se juntar a mim depois que comecei o WiiTronics.
Construímos produtos IoT. Temos uma plataforma de hardware, a plataforma de hardware WiiTronics, que em palavras simples significa eletrônica sem fio. Nossa plataforma de software é chamada Random Mouse. Projetamos sensores que podem detectar veículos, por isso os usamos com nossa plataforma de hardware. Com isso, toda a comunicação do lado cliente / cliente com nosso servidor de nuvem pode ser facilitada. A plataforma também pode ser usada para ter qualquer outro sensor, exceto sensores de detecção de veículos. Nosso objetivo é levar todos os produtos que estamos projetando e todas as soluções que temos e torná-los globais e esse é o nosso foco para os próximos três anos.
Q. Explique a arquitetura básica do seu sistema de solução IoT Parking e como eles funcionam.
Temos diferentes tipos de sensores de estacionamento que são instalados em cada vaga do estacionamento. Para o interior, temos sensores específicos, para o estacionamento exterior, como o estacionamento na via, temos sensores específicos. Os sensores internos são todos sensores ultrassônicos que detectam se um estacionamento de veículos está disponível ou não. Eles então se comunicam com o controlador do sensor. Para reduzir o custo, colocamos um transceptor no controlador central de onde é conectado a todos os sensores. Esses controladores de sensores detectam o status de cada slot e enviam os dados sem fio para o nosso gateway, que é um computador baseado em Linux conectado à internet e que possui um enorme aplicativo em execução. É o cérebro ou a CPU de toda a solução.
As atualizações de status de plotagens individuais são enviadas para o gateway que o coloca na nuvem e também atualiza as exibições. O display é extremamente crucial para a nossa aplicação onde para cada entrada de garagem em um estacionamento, seja interno ou externo; teremos um display que diz quanto estacionamento está disponível em qualquer direção que eles vão. Portanto, se o sensor alterar o status, o gateway sabe quais telas precisam ser atualizadas. No caso, há uma entrada de automóveis que leva a, digamos, cinco entradas de automóveis diferentes, e se houver um sensor no final, onde um carro sai, por exemplo, todos os visores que levam a essa entrada de automóveis e a esse sensor são atualizados. Portanto, é cumulativo! Isso é o que fazemos com os sensores IoT, levamos para a nuvem.
O WiiTronics se destaca da multidão pelo fato de que, em outras empresas, a participação da tela para uma determinada entrada de automóveis é confinada aos sensores. Portanto, se houver cem slots e cem sensores, o display é conectado a esses sensores e mostra a disponibilidade para esses cem slots. Mas, por causa da IoT, podemos fornecer dados cumulativos em cada uma das telas.
P. Por que você fez essa conversão de ultrassônico para o sensor de magnetômetro? Todos os nós sensores possuem um sensor ultrassônico ou magnetômetro ou é uma combinação de ambos?
Depende inteiramente do tipo de estacionamento que estamos olhando. Para aplicações internas, o proprietário do estacionamento é muito sensível ao instalar sensores no chão, porque eles têm um revestimento de epóxi no chão e têm garantia para o revestimento de epóxi. E você não pode tocar no chão. Esse é um dos motivos pelos quais queríamos criar um sensor que pudesse ser colocado no teto. Ele pode detectar se o slot está disponível e se não há intrusão na estrutura do piso.
No que diz respeito ao sensor do magnetômetro, nós o projetamos especificamente para aplicações externas. É alimentado por bateria; você não pode realmente cortar a estrada e trazer os fios de energia para dentro, há muito trabalho civil envolvido. É por isso que acabamos de projetar um copo, que é cilíndrico. Basta cavar e consertar isso e é alimentado por bateria, para que seja menos intrusivo na estrada. O magnetômetro não substitui o ultrassônico, mas usamos ultrassom em todas as nossas aplicações. Descobrimos que o ultrassom é bastante confiável e está funcionando tão bem que agora estamos levando o ultrassom para a aplicação externa também, onde temos um pequeno poste na lateral do carro. Mesmo em ambientes externos, colocaremos nossos LCDs mostrando a disponibilidade.
Q. Você usou ZigBee para a comunicação entre seu gateway e seu hub. Por quê? Por que não outros protocolos como LoRa? Além disso, você está planejando usar outros protocolos no futuro?
Uma das principais razões para escolher ZigBee é principalmente por causa de como os estacionamentos são projetados na Índia e globalmente. Os estacionamentos possuem vários pilares de concreto armado com aço e todos os carros são feitos de metal. Existe uma grande atenuação. Se tivermos o gateway instalado em algum lugar, é provável que não tenhamos visão. É por isso que queríamos usar um protocolo de vários saltos em que, mesmo que o gateway esteja em algum lugar ao virar da esquina e existam elevadores e escadas rolantes entre eles, os dados que estamos enviando podem saltar para outros transceptores e chegar ao gateway. Sem fio é a linha de visão, portanto, podemos trazer os dados do subsolo três de um estacionamento para uma área externa a cerca de 50 metros do estacionamento para um display. Então é isso que ZigBee traz para a mesa, 's capaz de pular e chegar a um destino que Lora não pode fazer. Queríamos um protocolo de malha e um protocolo multi-hop.
P. Como funciona o seu modelo de receita? É apenas uma taxa de instalação única ou é como um tipo de coisa de Software como serviço?
É uma combinação, o software é fornecido na forma de assinatura do shopping, ou do aeroporto ou onde quer que seja, seja quem for a operadora, e o hardware é vendido. Eles fazem um investimento em Capex, compram o hardware e o instalam.
P. Como funcionam os sensores baseados em magnetômetro? Isso é bom para as aplicações de detecção de veículos?
O sensor baseado em magnetômetro é um material magneticamente sensível que é instalado na estrada como uma rede de ponte. Então, sempre que há uma mudança no campo magnético, há uma mudança na resistênciatambém. E isso é capturado como a mudança de voltagem na ponte. Isso é amplificado e trazido à tona. É como se estivéssemos lendo registros para entender a mudança no campo magnético no eixo relevante. Feito isso, escrevemos nosso algoritmo e fazemos um pequeno cálculo estatístico para garantir que é um veículo que está em cima do sensor. A densidade do fluxo magnético muda porque o chassi do veículo é feito de metal e é extremamente pesado e tem impacto no campo magnético ao redor do sensor. É assim que ele detecta um slot se um carro está estacionado em cima do sensor ou não. Portanto, este é provavelmente o mais desafiador dos produtos que desenvolvemos até agora.
P. Como esses sensores magnéticos são instalados na estrada? Que tipo de manutenção é necessária após a instalação?
Os sensores magnéticos são instalados por corte, a perfuração é feita na estrada, removemos o alcatrão cilíndrico e, em seguida, nosso gabinete é colocado nele. Existe um material isolante que circunda todo o nosso sensor para que a temperatura da superfície da estrada não entre em contato direto com o invólucro do sensor. Mesmo sendo todos plásticos e isolados, tentamos minimizar esse efeito. Existem dois designs de gabinetepor várias razões. Uma razão é que o hardware não deve entrar em contato direto com o gabinete que está em contato com uma estrada de alcatrão e a temperatura não deve entrar em contato com o hardware. O segundo motivo é que o aplicativo funciona com bateria. Portanto, para trocar a bateria, não há necessidade de remover todo o invólucro e trocá-lo, a parte superior do invólucro é removida e substituída pela outra, apenas removendo a parte superior.
O que é um pouco complicado é quando você está instalando o sensor para se certificar de que não há nenhum componente de metal por perto. Caso contrário, os sensores são pré-calibrados para aquele pedaço de metal. Além disso, ao projetar o sensor, você deve certificar-se de compreender que os sensores se comportam de maneira diferente em diferentes temperaturas. Precisamos fazer uma calibração de temperatura adequada antes de implantar os sensores.
A forma como o hardware é projetado é que está sempre em modo de esperae passamos por diferentes iterações do design. Inicialmente, tínhamos dois sensores. Então, um tipo de sensor impreciso pode detectar algum tipo de obstrução no topo e então ligaríamos os sensores baseados em magnetômetro para descobrir se o slot está disponível ou não. Mais tarde, passamos para um chip que, em um estado de baixa potência, nos causaria uma interrupção quando houvesse uma mudança no campo magnético. É assim que conseguimos fazer isso para que todo o circuito ficasse em modo de espera. Sempre que houver uma alteração no campo magnético, teremos uma interrupção e o circuito será ativado, e então faremos nossos cálculos para ver se existe de fato, um veículo ou não. Portanto, com base no uso, poderíamos ter de dois a quatro anos de duração da bateria. Usamos uma bateria de íon de lítio e um controlador que tinha uma corrente de drenagem de40-50 nanoamp.
P. Você fabrica esses sensores totalmente na Índia? Vocês são algumas, uma entre as poucas empresas que estão nesta solução de estacionamento IoT, que tipo de dificuldades técnicas enfrentou quando desenvolveu o produto como este?
Sim, fabricamos esses sensores totalmente na Índia. Enfrentamos muitos desafios. Ao projetar os sensores baseados em magneto, descobrimos que a saída do sensor variava com a temperatura. É por isso que nos esforçamos muito para isolá-lo da superfície da estrada porque a superfície da estrada pode ir até, digamos, 65-70 graus Celsius, você viu em alguns lugares que o alcatrão derrete na superfície da estrada. Nosso hardware basicamente pode lidar com essa temperatura, mas a única coisa é que a saída do sensor varia com a temperatura. Então se você desenha o sensor e coloca na estrada, às sete da manhã, seus sensores estão mostrando algum valor, à uma da tarde, eles mostram valores diferentes. Então, para cada sensor, tivemos que fazer a calibração de temperatura, porque estávamos projetando esses produtos para o mercado global viz.Edmonton no Canadá, onde você tem 40 graus Celsius negativos durante o pico do inverno, para lugares como Dubai, onde você tem 55-60 graus Celsius, onde a superfície da estrada provavelmente será mais alta. Portanto, esse é um dos maiores desafios que tivemos para descobrir qual é o processo que trazemos para garantir que fazemos a calibração de temperatura, e o sensor funciona de forma confiável depois disso.
O segundo aspecto é que tivemos que ir além do nosso conhecimento em eletrônica porque esses sensores são instalados na estrada. Um caminhão de 16 rodas pode decidir estacionar na beira da estrada e tomar um chá. Portanto, temos que projetar o invólucro de forma que ele possa lidar com o peso daquele recipiente se ele for colocado em cima do sensor. Então nós projetamos e certificamos, eu tive que levar uma carga de cerca de sete toneladas. Isso significa cerca de 2 a 3 toneladas a mais do que uma única roda suportaria em um grande caminhão.
Como não havia muitos concorrentes, era a jornada que tínhamos que fazer sozinhos, mas tínhamos muitas pessoas para nos ajudar e é aí que entrou a célula de incubação IIT Madras, temos vários consultores, tanto no lado da engenharia de tecnologia, e nós recebi muita ajuda e muito disso foi por tentativa e erro. É por isso que desenvolver hardware e colocá-lo no mercado comercial leva um tempo considerável para se conseguir isso.
P. Como fabricante na Índia, como você gerencia sua cadeia de suprimentos?
Vários distribuidores na Índia aliviam a dor de cabeça. Você apenas dá a eles o BoQ, e eles cuidam de tudo; toda a logística, tudo envolvido nisso, e trabalhamos com vários distribuidores e nossos processos de montagem de PCBs são terceirizados e por isso apresentamos nossos distribuidores ao pessoal de montagem de PCBs e eles também têm seus distribuidores de configuração para que possamos ver o custo-benefício. Nunca enfrentei qualquer tipo de problema em termos de obter um componente ou um produto no prazo. No que diz respeito a projetar nosso hardware, projetar PCBs e fazer a montagem, não é nada difícil e, especialmente na Índia, não acho que seja um desafio.
P. Conte-nos sobre sua detecção de veículos baseada em visão computacional, esta é uma maneira completamente alternativa de fornecer uma solução de estacionamento. Por que você optou por isso?
O terceiro produto no qual estamos trabalhando atualmente é a detecção de veículos baseada em visão computacional e usando o mesmo rastreamento também é feito. Temos nossas câmeras falando com uma caixa de borda. A detecção ocorre no nível da borda. Não temos que tirar a imagem do estacionamento e mandar para a nuvem e fazer um processo. Portanto, todo o processamento acontece no nível de borda, que é um requisito na Índia, porque não temos o tipo de largura de banda de que precisamos para lidar com tantas imagens e grandes processos. Somente a informação se um slot está disponível ou ocupado é enviada para a nuvem. Pegamos um modelo existente que existe e transferimos aprendizagem. Para que esta aplicação esse modelo possa ser aplicado de forma confiável para a nossa aplicação, que é a detecção dos veículos.
Neste método, não estamos fazendo buracos na estrada. Portanto, não é muito intrusivo na superfície. Além do fato de que estamos detectando se um slot está disponível ou não, já existe uma enorme infraestrutura de câmeras nas estradas que são usadas para fins de vigilância. Portanto, podemos redirecionar algumas das câmeras que já estão instaladas. Fazendo isso, podemos reduzir o custo para o cliente. Além disso, podemos adicionar certos recursos como, por exemplo, podemos adicionar algoritmos para detectar a placa do veículo, o que significa que se um determinado slot for resultado de um determinado usuário com um determinado número de placa entrar e estacionar, podemos validar se ele é um usuário certo ou não. Tudo isso é meio difícil de conseguir apenas com sensores. Desenvolver isso é algo impulsionado pelo que nossos concorrentes também estão oferecendo. Muitos de nossos concorrentes estão oferecendo soluções de tecnologia baseadas em visão computacional. Também podemos fazer isso com serviços periféricos adicionais que ajudariam a aprimorar a experiência do usuário e da operadora.
P. Com que segurança podemos apostar na confiabilidade da tecnologia de visão computacional, como quando chove ou quando o sol se põe? Quão práticas são essas soluções?
Tem havido desafios na tecnologia baseada em visão computacional. Estamos fazendo várias rodadas de testes para descobrir o que pode ser feito para melhorar a precisão se precisarmos de mais sensores além das câmeras ou se tivermos várias combinações. A forma mais precisa de detecção que complementa a visão computacional como sensores de radar de ondas milimétricasque estamos explorando agora; acabamos de começar a fazer isso. A vantagem de ter dois sensores é que, você sabe, nossa precisão chega a quase cem por cento quando se trata de detecção de veículos e o radar pode funcionar em todos os tipos de condições climáticas. Radar milimétrico é algo que está pegando lentamente, especialmente sem carros autônomos que estão surgindo. Eles usam radares milimétricos e estamos olhando para eles como um complemento para a tecnologia de visão computacional.
P. O WiiTronics instalou alguma dessas tecnologias de visão computacional em algum lugar? Como tem sido a performance?
Fizemos isso em um shopping em Chennai, implantamos câmeras baseadas em visão computacional, fazemos reconhecimento de placas de matrícula e as integramos como parte do sistema de faturamento. Sempre que um veículo chega, pegamos a placa e obtemos um fator de confiança disso. Quando está bem alto, apenas abrimos a barreira, não pedimos ao veículo para ficar em pé e pegar uma multa nem nada. Da mesma forma, na saída, quando eles vêm, a placa do número é capturada e nós apenas dizemos quanto eles têm que pagar.
A precisão, o NPR não é tão alto quanto deveria. Mas estamos obtendo uma saída razoavelmente boa, a menos que a placa do número esteja danificada ou você tenha um idioma regional na placa. Fora isso, há alta precisão.
Em um ano, coletamos mais de três imagens lakh de vários carros e o número de placas e constantemente treinamos o sistema com os dados que coletamos. Assim, podemos melhorar a precisão. Há muitas coisas a serem feitas e gostaríamos que o governo padronizasse as placas e propusesse fontes adequadas para que a precisão pudesse aumentar.
P. Como a coleta de dados por meio da IoT ajuda a otimizar os sistemas de estacionamento?
Nossos clientes são B2B e não B2C. B2C é o cliente final; eles têm benefícios claros de saber onde há vagas de estacionamento disponíveis. Para os clientes B2B, fornecemos muitas análises, damos a eles dados como o tempo médio de ocupação e, com base nas taxas de entrada / saída de veículos, informamos quantos lugares de estacionamento estarão disponíveis, digamos daqui a três horas ou daqui a quatro horas. Isso os ajuda a planejar seu estacionamento. Fora isso, você sabe, um de nossos clientes, eles pensaram que o tráfego do horário de pico é em um domingo às cinco da tarde. Mas quando fomos olhar os dados, eram 11 da manhã, e o motivo dos dados serem relevantes é porque os shoppings tentam ter mais mão de obra nos horários de pico. Portanto, é importante saber qual é o horário de pico. Nos domingos à noite, porque os estacionamentos já estão lotados e os veículos estão chegando, eles acham que é o trânsito deles. Quando examinamos os dados, vimos que o estacionamento está vazio às 11 da manhã de um domingo; a taxa de chegada do veículo era muito maior. Portanto, você precisa de mão de obra quando o estacionamento está vazio e deseja direcionar os veículos e ver como preencher o estacionamento, em vez de quando o estacionamento estiver cheio.Fornecemos esses tipos de análises importantes ao cliente final para que ele possa entrar e ver o uso de slots individuais.
Há várias vezes que vimos em um estacionamento. Você verá que o portão do estacionamento está fechado e o estacionamento está cheio. No dia seguinte, olhamos para os dados de que havia cerca de 20-30 estacionamentos que nunca foram usados durante todo o dia. Então, como podemos maximizá-lo? É por isso que colocamos um grande display fora do estacionamento mostrando qual é nossa disponibilidade atual para que eles não fechem cegamente o estacionamento e digam que está cheio mesmo se uma vaga estiver disponível, é mostrado no grande display fora do estacionamento que há uma vaga disponível, e você pode deixar as pessoas irem.
Como há um fluxo constante de entrada e saída de veículos, muito raramente o display mostra que o estacionamento está cheio, isso acontece muito raramente. Essas são todas as vantagens adicionais que oferecemos aos clientes b2b que compram esses produtos, podendo ser proprietários de shopping centers, autoridades aeroportuárias ou proprietários de estádios, etc.
P. Como estão as vendas até agora e como você projeta o futuro desse mercado na Índia? Quais são seus planos para o WiiTronics?
As vendas têm sido ótimas. Desde 2017, temos crescido mais de 3 vezes a cada ano e, no ano passado, crescemos 10 vezes em termos de receita. Em termos de vendas, nos próximos três anos, estamos nos concentrando no mercado da América do Norte, no mercado do Oriente Médio e no mercado do Sudeste Asiático, onde estamos trabalhando com alguns distribuidores para descobrir qual é o caminho certo. Estamos tentando atingir uma receita de mais de cem crore nos próximos cinco anos. É onde queremos estar. Assim que fizermos isso, descobriremos, é claro, que existem várias outras aplicações que estamos pensando hoje também no lado da agricultura. Então, quando for a hora certa, se a oportunidade for certa, vamos pular para isso também.