智慧路灯

随着智慧【huì】城市【shì】概念的兴起，各大企业围绕智慧【huì】城市相关的领域进行了布局。路灯作为城市【shì】中随处可见的基【jī】础设【shè】施，其【qí】重要性不言【yán】而喻。那【nà】么，未来智慧照明会给路灯【dēng】带来哪些变化【huà】?给【gěi】智慧城市的建设又意【yì】味着【zhe】什么?在本【běn】文【wén】中，德国电信股份公【gōng】司【sī】(德语：Deutsche Telekom AG)机【jī】器对【duì】机器能力中心【xīn】副总裁JüRGENHASE表【biǎo】示，智【zhì】慧【huì】路灯【dēng】将会成为市政网络的基础【chǔ】，在停车控制、垃圾管理和交通【tōng】流量方面提【tí】供服务。 

下【xià】一【yī】代【dài】街道照明将联网。世界各地的城市已经在试验可【kě】以远程控制的智能照明系统了。不仅可以降低电力成【chéng】本，而【ér】且可以实【shí】现需求驱动的照明，减少二【èr】氧化碳的排放。目前的设计甚至【zhì】更进一步：专家【jiā】将【jiāng】“联网灯”看作【zuò】是【shì】智慧城【chéng】市多功能通信网络的“节【jiē】点”。 现在，街灯的主要用途是照明【míng】。但【dàn】是，未来路灯将会发挥更多的功能。比如，垃圾箱【xiāng】满时，路灯会通知【zhī】垃圾收集服【fú】务中心，或者记录【lù】交通量的变化，并将这些数据【jù】输入智能交通系【xì】统(ITS)。街道照明【míng】将不再【zài】是孤立的领域【yù】，而是【shì】网【wǎng】络化城【chéng】市基础设施的【de】一部分【fèn】。 这种愿景是【shì】基于【yú】物联网(IoT)和智慧城【chéng】市概【gài】念的兴起。每一个可以【yǐ】想象的物体和位置都【dōu】可以联网：汽车【chē】、集装【zhuāng】箱【xiāng】、路灯和【hé】停车【chē】场，甚至手表、眼镜【jìng】和笔。它们可以测【cè】量环境中的各种参【cān】数，也可以【yǐ】将日常的工【gōng】作数字化。这种【zhǒng】变化的核心是【shì】机器对机器(M2M)通【tōng】信【xìn】、联网设备之间【jiān】或与控【kòng】制中心【xīn】之间的数据【jù】自动交换。 智慧城市解决【jué】方案【àn】被认为是降低能【néng】源和维护成本、符合气候保【bǎo】护的【de】法规要【yào】求及为市民提供更好【hǎo】服务的关键。智能路灯【dēng】在【zài】这方面【miàn】起【qǐ】着核心作用【yòng】。事实上【shàng】，在许多城市，路灯问题约占市民【mín】投诉【sù】的20%，智能系统可以使维修过程自动化。加上LED，可编程照明管【guǎn】理【lǐ】系统可【kě】将城市电【diàn】力成【chéng】本【běn】降低70%。 不只是人造光 机器对机器(M2M)通信是什么呢?这边举例一下。比如在【zài】工业领域【yù】，M2M用于机器和设备的远程维护。技术人员可以在远处【chù】看到磨损零件的状况。只【zhī】要发【fā】生错误或系统【tǒng】检测到预【yù】先设定的模式，就会自动向【xiàng】员工【gōng】发出【chū】警【jǐng】报。这样提【tí】高了生产、维【wéi】护和资源使【shǐ】用的透明度。智【zhì】能照明系统提供了类【lèi】似的益处【chù】。为了【le】识别有缺陷【xiàn】的灯具，就【jiù】不需【xū】要再依【yī】赖夜间巡【xún】逻或市民【mín】投诉【sù】，系统就可以在【zài】中【zhōng】心显示联网照明的状态。 当我们身边的【de】东西都是【shì】智能话【huà】时，它们的功【gōng】能就更多了。例如，在波士【shì】顿的公园里，就有智能化的长椅，市民可【kě】以【yǐ】给智能手机和平【píng】板电脑【nǎo】充电。同【tóng】时，这些公园的长椅还测【cè】量环境要素，如空气质量和噪音水平。因此，这些【xiē】长椅的功【gōng】能就不仅【jǐn】仅是提供座位。它们【men】变成了【le】“充电站【zhàn】”和“测量仪”。同样地【dì】，联网路灯不仅仅是用【yòng】于照明的电器，它们成【chéng】了多功能网络中【zhōng】的【de】节点。 智能照明的【de】基本架构 为了充当多功能【néng】网【wǎng】络，智能照明解决方案必须【xū】满足【zú】什【shí】么要求【qiú】?其基本结【jié】构必【bì】须【xū】符【fú】合当前多【duō】样化的市场解【jiě】决方案。首先，技术人员需要先安【ān】装【zhuāng】配备有电【diàn】子设【shè】备的灯【dēng】具，电【diàn】子设【shè】备要么【me】在路灯外【wài】部的小【xiǎo】盒子中，要么在灯具【jù】中。或【huò】者，灯制【zhì】造商要【yào】直接整合【hé】硬件。

当然，一些【xiē】旧款的型【xíng】号灯可能需【xū】要【yào】更新到更高效【xiào】的【de】LED。一旦升级，这【zhè】些灯就可【kě】以集成到一个短【duǎn】距离的网络中。 除了灯具中【zhōng】的【de】硬件之外，移动通信网【wǎng】关还【hái】用于远距离交【jiāo】换数据。这些可【kě】以连接到【dào】路灯【dēng】或【huò】安放【fàng】在配【pèi】电网中【zhōng】。通常情【qíng】况下，它们【men】是固定的，这样【yàng】每【měi】个网关可达到**大数量的节点。从节点接收信息并将其转【zhuǎn】发【fā】到云中的【de】服务器基础设施或【huò】本地服务器。同【tóng】样【yàng】，网关发送【sòng】控制【zhì】指令回到节点，并指示开关【guān】或调光。 智慧【huì】城市的“神经通路” 节点和网关的组合产生了双层【céng】网络【luò】。节点窄带网络用于传感器应用，例【lì】如智【zhì】能计量。网【wǎng】关宽带网络适【shì】用于数据密集型应【yīng】用【yòng】，如使用摄像机进行流量监控。网状网络形成网【wǎng】络【luò】拓扑【pū】。每【měi】个节点由【yóu】此【cǐ】与一【yī】个或多个其他【tā】节点【diǎn】连接。通常，网状网络可自我修【xiū】复，因此具有很【hěn】高【gāo】的【de】可靠性。每【měi】当【dāng】一【yī】个【gè】节点发生故【gù】障，网络就会自动通过其他【tā】节点转【zhuǎn】发数据。 在数据【jù】传输方面，IP标准将是基础。物体和位置【zhì】都有IP地【dì】址，因此可以清【qīng】楚地【dì】识别。IPv6互联网协【xié】议被认为是物【wù】联【lián】网和智【zhì】慧城市的重要前提。与之前的协议IPv4相【xiàng】比，它将地址【zhǐ】空间从232扩展【zhǎn】到2128个**地址，从而确保【bǎo】网络城市有足够的地址空间。IPv6低功耗无线个人区域网络【luò】协议(6LoWPAN)也特【tè】别有前景。 作为一项节能的短程无线电技术，6LoWPAN尤【yóu】其适用于【yú】传感器【qì】网络【luò】。

操【cāo】作系统 除了【le】数据传输标【biāo】准之外【wài】，可互操作的管理【lǐ】系统【tǒng】软件也至关重要【yào】。大多数智能【néng】照明解【jiě】决方【fāng】案提供了基于【yú】Web的入口，通过这【zhè】些入口可以对相【xiàng】关灯进行编程和管理【lǐ】，比如设定灯开启和关【guān】闭的周期【qī】。一【yī】旦【dàn】与亮度和运动传【chuán】感器相结【jié】合【hé】，可以设定更复杂的情景【jǐng】模式，比如天越暗灯越亮【liàng】;在人少的【de】地【dì】区，只有当运【yùn】动传感器检测到有人【rén】经过时，才会开灯。 为了支持【chí】更多的智【zhì】慧【huì】城市应用，城市【shì】照明【míng】管理【lǐ】软件一定不能封闭，应该可【kě】以通过第三方应用程序进行扩展【zhǎn】。理想情况下，城市应该实施一种【zhǒng】不仅限于【yú】应用【yòng】的管理入口，可以【yǐ】为政府机构【gòu】、公民和私营部门提供对接点【diǎn】。 需要【yào】各方合作 除了资金外，智慧城市解决方案需要突破的障碍就是理顺各种关系。需要不同行业的合作，具有【yǒu】不同的能力，尤其【qí】是【shì】智能照【zhào】明系统。除了传统的灯具和【hé】灯泡制造商之外，硬件制造【zào】商、软件供应商【shāng】和连接服【fú】务提供【gòng】商【shāng】也都【dōu】参与其中。但是，与【yǔ】每【měi】个参与者谈【tán】判各自的合同对于客户而言可能是非常困【kùn】难的【de】 - 尤【yóu】其【qí】是必须确保【bǎo】所使用的组件能兼【jiān】容【róng】。 为了加速这一进程，德国【guó】电信等【děng】国际移【yí】动运【yùn】营商将进入这个【gè】市场【chǎng】。这个基础是一个广【guǎng】泛的【de】合作伙伴【bàn】网【wǎng】络，涵盖了网【wǎng】络【luò】生态系【xì】统的所有领域。例如，古【gǔ】老的路【lù】灯就【jiù】是挑战。为了升级这【zhè】些路灯，需要【yào】特定的组件【jiàn】以及【jí】有专业知识。合作伙伴网络包括专业修【xiū】复历史街灯以及相关【guān】工【gōng】艺的小【xiǎo】公【gōng】司。合作【zuò】是联网城【chéng】市的关键，智能【néng】路灯是一个很有前途的起点。