智慧路灯

随着智慧城市概念【niàn】的兴起，各大【dà】企【qǐ】业围【wéi】绕智慧城市相关的【de】领域进行【háng】了布【bù】局。路【lù】灯作为城市中随处【chù】可见的基础设施，其【qí】重要性不言而喻。那么，未【wèi】来智【zhì】慧【huì】照明会【huì】给路灯【dēng】带来哪些变化?给智【zhì】慧【huì】城市【shì】的建设又意味【wèi】着什么?在本文中，德国电【diàn】信股份公司(德语：Deutsche Telekom AG)机器对机器能力中心【xīn】副【fù】总裁JüRGENHASE表示，智慧路【lù】灯将会【huì】成为市政网络的基础，在停车控【kòng】制、垃圾【jī】管理【lǐ】和交通流量方面提【tí】供服务。 

下一代街道照明将联网【wǎng】。世界各地的城市已经【jīng】在试验可以【yǐ】远程控制的智能【néng】照明系统了【le】。不仅可以降低电力【lì】成本【běn】，而且【qiě】可以实现需求【qiú】驱动的照明，减少二【èr】氧化【huà】碳的排放。目前的设计甚至【zhì】更进一【yī】步【bù】：专家将“联网【wǎng】灯”看作是智慧城市多功能通信【xìn】网络【luò】的“节点”。 现在【zài】，街【jiē】灯的【de】主要用途【tú】是照明。但是【shì】，未【wèi】来路灯将会发挥更多【duō】的功能。比如，垃【lā】圾箱满时，路灯会通知垃圾收集服务中心，或【huò】者记【jì】录交【jiāo】通量的变化，并将这些数【shù】据输入智能【néng】交通【tōng】系统(ITS)。街道照明将不【bú】再是【shì】孤【gū】立的领域，而是网络【luò】化城【chéng】市【shì】基础设施的一部分【fèn】。 这种愿【yuàn】景是基于物联网(IoT)和智慧城【chéng】市概念的【de】兴起。每一【yī】个可以想象的物体和位置都可以联网：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】测量环境中的各【gè】种参数，也可以将日常的工作数字化。这种变化的核心是机【jī】器对机器【qì】(M2M)通信、联网设备之间【jiān】或与【yǔ】控制【zhì】中心之间的数据自动交换【huàn】。 智慧城市解决方案被【bèi】认为是降低能源和维护成本、符合气候保护的【de】法规【guī】要求及为市民提供更好【hǎo】服务【wù】的【de】关键【jiàn】。智能【néng】路灯【dēng】在这【zhè】方面起着核心作用。事实上，在许多城【chéng】市，路灯问题约占市民投诉的20%，智能系【xì】统可以【yǐ】使维修过程自动化。加上LED，可【kě】编程照【zhào】明管【guǎn】理【lǐ】系统可将城市电力成本降【jiàng】低【dī】70%。 不只【zhī】是人造光 机器对机器(M2M)通信【xìn】是什【shí】么呢?这边举【jǔ】例一下。比如在工业领域，M2M用【yòng】于机器和设备的【de】远程维护。技术人【rén】员可以【yǐ】在【zài】远处看到磨损零件的【de】状况。只要【yào】发生错误或系【xì】统检【jiǎn】测到【dào】预先【xiān】设定的模【mó】式，就【jiù】会自动向员工发出警报【bào】。这样提高了生产、维护和【hé】资源使用的透明度。智能【néng】照明系统提供了【le】类【lèi】似的益处。为了【le】识【shí】别有缺陷的灯具，就不需【xū】要再依赖夜间巡逻或市民投诉，系统就【jiù】可以在中心显示联【lián】网照明的【de】状【zhuàng】态。 当我【wǒ】们【men】身边【biān】的【de】东西都是智能话时，它们的功能就更【gèng】多【duō】了。例如，在波士【shì】顿的【de】公园【yuán】里，就有智能化的长【zhǎng】椅，市民可以【yǐ】给智能手机【jī】和平板电脑充电。同时，这些公园的长椅【yǐ】还【hái】测量【liàng】环境要素【sù】，如【rú】空气质量和噪音水平。因此，这些长椅【yǐ】的功能就不仅仅是提供【gòng】座位。它们变成【chéng】了“充电站”和“测量仪”。同样地，联网【wǎng】路灯不【bú】仅仅【jǐn】是用于照明【míng】的【de】电器，它们【men】成了多功能网络中的节点。 智能照明的基本【běn】架构 为了充当多【duō】功能网络，智能【néng】照明解决方案必【bì】须【xū】满足什么要求?其【qí】基【jī】本【běn】结【jié】构必须符合当前多【duō】样化的市场解【jiě】决方案。首【shǒu】先，技【jì】术【shù】人员需要【yào】先安装配备有电子【zǐ】设备的【de】灯【dēng】具，电子设备要么【me】在路灯【dēng】外部【bù】的小盒【hé】子中，要么【me】在灯具【jù】中。或者，灯制造商【shāng】要直接整合硬件。

当然，一些旧【jiù】款的型号【hào】灯可能需要更【gèng】新到更高效的LED。一旦【dàn】升级，这些灯就可以集成到一个短【duǎn】距离【lí】的网络中。 除了灯具中的硬件之外，移动通信网关还用于【yú】远距离交【jiāo】换数据。这些可以连接【jiē】到路灯或安放在配电【diàn】网中。通常【cháng】情况下，它们是【shì】固定的，这样每个网【wǎng】关可达到【dào】**大数量的节点。从节【jiē】点接收信息并【bìng】将其转发到云中的服务器基础【chǔ】设施或本地服务【wù】器。同【tóng】样，网【wǎng】关发送控【kòng】制指令回到节点【diǎn】，并指示开关或【huò】调光。 智慧城市【shì】的“神经通路” 节点和网关的组合产生【shēng】了双层网络。节点窄带网络【luò】用【yòng】于传感器应【yīng】用，例如智能计【jì】量。网关【guān】宽带网络【luò】适【shì】用【yòng】于数据密【mì】集型应【yīng】用【yòng】，如使用摄像机进行流量监【jiān】控。网【wǎng】状网络【luò】形成网络拓扑。每个节点由此与一个或多个其他节点【diǎn】连接。通常，网【wǎng】状网络【luò】可【kě】自我修复，因此具有很高【gāo】的【de】可靠【kào】性。每当一个节点发生故【gù】障，网络【luò】就会自动通【tōng】过其他【tā】节点转发数据。 在数据【jù】传输方面，IP标准【zhǔn】将是基础。物体和【hé】位置都有IP地【dì】址【zhǐ】，因此【cǐ】可以清楚【chǔ】地识【shí】别。IPv6互联【lián】网协议【yì】被认为【wéi】是物【wù】联网和【hé】智慧【huì】城市的重【chóng】要前提【tí】。与之前【qián】的协议【yì】IPv4相比，它将地址空间从232扩展到2128个**地【dì】址，从【cóng】而确保网络城市有【yǒu】足够的地址【zhǐ】空间。IPv6低功【gōng】耗【hào】无线个人区域网【wǎng】络协议(6LoWPAN)也特别【bié】有【yǒu】前景。 作为一【yī】项节能【néng】的短程【chéng】无线【xiàn】电技【jì】术，6LoWPAN尤其【qí】适用于传感器网络。

操作系统 除【chú】了数【shù】据传输标准之外，可互【hù】操【cāo】作的管理系统软件也至【zhì】关重要。大多数智【zhì】能照【zhào】明解决方案【àn】提供了基于Web的入【rù】口，通过这些【xiē】入口可以对相关灯进行【háng】编程和管理，比如【rú】设定灯开启【qǐ】和关闭的周期。一旦与亮度【dù】和运【yùn】动传感器相结【jié】合，可以设定更【gèng】复【fù】杂的情景模式，比【bǐ】如天越暗灯越亮;在人少的地区，只【zhī】有当【dāng】运动传感器检测到有人经过【guò】时，才【cái】会开灯。 为了支持更多的智慧城【chéng】市应用，城市【shì】照【zhào】明管【guǎn】理软件【jiàn】一定不能封闭，应该可以通过第三方应用程序进行扩展【zhǎn】。理想情【qíng】况下，城市应该实【shí】施一种不仅限于应用的管理入口【kǒu】，可【kě】以为【wéi】政府机构、公民和私营部门提供【gòng】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【tū】破【pò】的障碍【ài】就【jiù】是理顺各【gè】种关系。需要不同行业的合作，具有不同的能力，尤其是【shì】智能照明系【xì】统【tǒng】。除了传统的灯具和灯泡制造商【shāng】之【zhī】外，硬【yìng】件制【zhì】造商、软【ruǎn】件【jiàn】供应【yīng】商和连接【jiē】服务提供商【shāng】也都【dōu】参与【yǔ】其中。但【dàn】是，与每个参【cān】与者【zhě】谈判各【gè】自的合同【tóng】对于【yú】客户而言可能是非常困难的 - 尤其【qí】是必【bì】须【xū】确保所使用【yòng】的【de】组件能兼容。 为了加速这【zhè】一进程【chéng】，德国电信【xìn】等【děng】国际移动【dòng】运营商将进入这个市【shì】场。这个基础是一【yī】个广泛的合作伙伴网络，涵【hán】盖了网络生态系【xì】统的【de】所【suǒ】有领域。例如【rú】，古老的路灯【dēng】就是挑战。为了升级这【zhè】些路【lù】灯【dēng】，需要特定【dìng】的组件以【yǐ】及有专业知识。合作伙伴网络包【bāo】括专业修【xiū】复历史【shǐ】街灯以及相关工【gōng】艺【yì】的【de】小公【gōng】司。合作是联网城市的关键，智能路灯是一个很有前途【tú】的【de】起点。