智慧路灯

随着智【zhì】慧城市概【gài】念的兴起，各大企业围绕智【zhì】慧城市相关的领【lǐng】域进【jìn】行了布局【jú】。路灯作为城市【shì】中随处可见的基础【chǔ】设施【shī】，其重【chóng】要性【xìng】不【bú】言而喻。那么，未【wèi】来【lái】智慧照明会给路灯带来哪些【xiē】变化【huà】?给智慧城市【shì】的建设又意味着什么?在本文中，德国电信股【gǔ】份公司(德语：Deutsche Telekom AG)机器【qì】对机器能力中心副总裁JüRGENHASE表【biǎo】示，智慧【huì】路灯将会成为市政【zhèng】网络的基础，在停【tíng】车控制、垃圾管理和交【jiāo】通流量方面提供服务。 

下一代街【jiē】道照明将【jiāng】联网。世【shì】界【jiè】各地的城市【shì】已经在试验可【kě】以远程【chéng】控制的智能照明系统了。不【bú】仅【jǐn】可以降低电【diàn】力【lì】成本，而且可以实现【xiàn】需求【qiú】驱动的【de】照明，减少二氧【yǎng】化碳【tàn】的排【pái】放。目前的设计甚【shèn】至更进一步：专家将“联网【wǎng】灯”看作是智慧城市多功【gōng】能通信【xìn】网【wǎng】络的“节点”。 现在，街灯的主要用途是照明【míng】。但是，未来【lái】路灯【dēng】将会发挥更多的功能【néng】。比【bǐ】如，垃圾箱满时，路灯会通【tōng】知垃圾收【shōu】集【jí】服务中心【xīn】，或者记录交通量【liàng】的【de】变化，并【bìng】将这【zhè】些数据输入智【zhì】能【néng】交通【tōng】系统【tǒng】(ITS)。街道照【zhào】明将不再【zài】是孤【gū】立的领域，而是【shì】网络化城市基础设施的一部分。 这种愿景是基于物联网(IoT)和智慧城市概念的兴起【qǐ】。每【měi】一【yī】个可以想象的物【wù】体和【hé】位置都可以联网【wǎng】：汽车【chē】、集【jí】装箱、路灯和停车场，甚至手表、眼镜和笔。它们可以【yǐ】测量环境中的【de】各种参数【shù】，也可以将日常【cháng】的工作数字【zì】化。这种变【biàn】化的核心是机【jī】器对机器(M2M)通信、联【lián】网【wǎng】设【shè】备之间或【huò】与控制中心之【zhī】间的数据自动交换。 智慧城【chéng】市解决方案被认为是降低能源和维【wéi】护【hù】成本、符合气候保护的【de】法规要求及为【wéi】市民提供更好服务的关键。智能路灯【dēng】在这方面起着核心作【zuò】用。事实上，在许多城市【shì】，路【lù】灯问题约占【zhàn】市民投诉的20%，智【zhì】能系统可以使维修过【guò】程自动化。加上LED，可编程【chéng】照明管理系统【tǒng】可将城市电力成本降低70%。 不只是人【rén】造光【guāng】 机【jī】器【qì】对机【jī】器(M2M)通信是【shì】什么呢?这边举例一下。比【bǐ】如在【zài】工业领域，M2M用【yòng】于机器和设备的远程维护【hù】。技【jì】术【shù】人员可以在远处看到磨损零件的状【zhuàng】况。只要【yào】发生错误或系统检测到预先设定的模【mó】式【shì】，就会自动向员工【gōng】发出警报。这样提高【gāo】了生产、维护和资【zī】源使用的透明度。智【zhì】能照【zhào】明系统提供了类似的益处。为了【le】识别有缺陷的灯具【jù】，就【jiù】不需【xū】要再【zài】依赖夜【yè】间巡逻【luó】或市民投【tóu】诉，系统就可【kě】以在中【zhōng】心显示联网照明的状态。 当我【wǒ】们身边的东西都是智能【néng】话【huà】时，它们【men】的【de】功能就更多了【le】。例如，在波【bō】士【shì】顿的公园里，就有智【zhì】能化的长椅【yǐ】，市民可以给智能手机和平板【bǎn】电脑充电。同时，这些公园【yuán】的长椅还测量环境【jìng】要素【sù】，如【rú】空气质量和噪音水平。因此，这【zhè】些长椅的功能就不【bú】仅仅是提【tí】供【gòng】座位。它们变【biàn】成了【le】“充电【diàn】站”和“测量仪”。同【tóng】样地【dì】，联【lián】网路灯不仅仅是用于照【zhào】明【míng】的电器，它【tā】们成了多功能网络中的【de】节点。 智能照【zhào】明的【de】基【jī】本架构 为了【le】充当多功能网【wǎng】络，智能照明解决【jué】方案必【bì】须满足什么要求【qiú】?其基本结构必须符合当【dāng】前多样化的市场解决方案。首【shǒu】先，技术人【rén】员需【xū】要先安装【zhuāng】配备有电子【zǐ】设备【bèi】的灯具，电子设备要么在路灯外部的小盒子中，要么在灯【dēng】具中【zhōng】。或者，灯制【zhì】造商要直接【jiē】整合硬件。

当然【rán】，一些旧款的型号灯可能需要更新到更高效的LED。一【yī】旦升级【jí】，这些灯就可以【yǐ】集成到【dào】一个短【duǎn】距离的【de】网络中。 除了灯具中的硬件之【zhī】外，移动通信【xìn】网关还用于远【yuǎn】距离交换数据。这些【xiē】可【kě】以【yǐ】连接【jiē】到路灯或【huò】安放在配【pèi】电【diàn】网中【zhōng】。通常情况下，它们是【shì】固定的，这样每个网【wǎng】关可【kě】达到【dào】**大【dà】数量的节点。从节点接收【shōu】信息并将其转发到云中的服务器基础设施或本地服务【wù】器【qì】。同样，网关【guān】发送控制指令回【huí】到节点，并指示【shì】开关或调光。 智慧城【chéng】市【shì】的“神经【jīng】通路” 节点和网关的组合产生【shēng】了双【shuāng】层网络。节点窄【zhǎi】带网络【luò】用于传【chuán】感器应用【yòng】，例如智能计量。网关【guān】宽带网【wǎng】络适用于【yú】数据密集型【xíng】应用，如使【shǐ】用摄【shè】像【xiàng】机进行流【liú】量监控。网状网络形成网【wǎng】络拓扑。每个节【jiē】点由此与一【yī】个【gè】或多个其他【tā】节点连接【jiē】。通常，网状网络可自我修【xiū】复，因此具有【yǒu】很高的可靠【kào】性【xìng】。每当一个【gè】节点发生故障，网络就会自动通过【guò】其他节点转发数据【jù】。 在数据传输方面【miàn】，IP标准将是基础。物体和位置都有IP地址，因此【cǐ】可以清楚【chǔ】地【dì】识别。IPv6互联网协议被认为是物【wù】联【lián】网和智慧城【chéng】市的重【chóng】要【yào】前提。与之前的协议IPv4相比，它将地【dì】址【zhǐ】空间从232扩展【zhǎn】到2128个**地址，从而确保网络城市有足够的地址空间。IPv6低功耗无线个人区域网络协议(6LoWPAN)也特【tè】别有前景。 作为一项节能的短程【chéng】无线电技术，6LoWPAN尤其适【shì】用于传【chuán】感器网络。

操作系统 除了数【shù】据【jù】传输标【biāo】准之【zhī】外【wài】，可互操作的管理系统软件也至关重【chóng】要。大【dà】多数智能照明【míng】解决方案提供了基【jī】于Web的入口，通过【guò】这些入口可【kě】以对相关灯进行编【biān】程和管【guǎn】理，比【bǐ】如设【shè】定灯开启和关闭的周期【qī】。一旦与亮度和运动传感器相【xiàng】结合，可以设定更复【fù】杂的【de】情景模式【shì】，比如天【tiān】越暗灯越亮;在【zài】人少【shǎo】的【de】地区，只【zhī】有当运【yùn】动【dòng】传感器检【jiǎn】测到有人经过【guò】时，才会【huì】开【kāi】灯【dēng】。 为了支持更多的智慧城市应用【yòng】，城市照明管理软件一定不能【néng】封闭，应该可以通过第三方应用【yòng】程【chéng】序进行扩展。理想情况下，城市应【yīng】该【gāi】实【shí】施一种【zhǒng】不仅限于应用的管理入口，可【kě】以为政府机构、公民和私营部门提【tí】供对接点。 需要各方合作 除了资金外【wài】，智慧城市解决【jué】方【fāng】案需要突破的障碍就是理顺各种关系。需要不【bú】同行业【yè】的合作【zuò】，具有【yǒu】不同的【de】能【néng】力【lì】，尤【yóu】其是【shì】智能照明【míng】系统。除了传统的【de】灯具和灯泡制造【zào】商之外，硬件制造【zào】商、软件供应商和【hé】连接服务提【tí】供商也【yě】都参与其中。但是，与每个【gè】参与者谈判【pàn】各自的合【hé】同对于客户而【ér】言可能是非【fēi】常困难的【de】 - 尤其是必【bì】须确保所使用的组件【jiàn】能兼容。 为了加【jiā】速这一进程【chéng】，德国电信等【děng】国际移动运营商将进入【rù】这个【gè】市场。这个基【jī】础是【shì】一个广泛的合作伙伴【bàn】网【wǎng】络，涵盖了网络生态【tài】系统的所有领域。例如【rú】，古老的【de】路灯就是挑【tiāo】战【zhàn】。为了【le】升级【jí】这些【xiē】路灯，需要特定【dìng】的组【zǔ】件以及有专业知识【shí】。合作伙伴网络【luò】包括专业修复历史街灯以及相关工艺的小公【gōng】司。合作是联网【wǎng】城市【shì】的关键，智能路灯是一个很有前途的起点【diǎn】。