智慧路灯

随着【zhe】智慧城市概念的兴起，各【gè】大企业【yè】围【wéi】绕智慧城市相关的领域进行【háng】了布【bù】局【jú】。路灯作【zuò】为城市中随处可见的【de】基础【chǔ】设【shè】施【shī】，其重要性不言而【ér】喻。那么，未来智慧照明会给【gěi】路【lù】灯带来哪些【xiē】变化?给智【zhì】慧城市的建设又意味着什么?在本【běn】文中，德国电信股份公司(德语：Deutsche Telekom AG)机【jī】器【qì】对机【jī】器能力中心副总裁【cái】JüRGENHASE表示，智慧路灯【dēng】将会成为市【shì】政网络的【de】基础，在停车控制、垃圾管理和交通流量方【fāng】面【miàn】提供服务。 

下一代街道照【zhào】明【míng】将联网。世界各地的城【chéng】市【shì】已经【jīng】在试验可以远程控制的智【zhì】能照明【míng】系统了。不仅可以降低电力成本，而且可以实现需求驱【qū】动的【de】照明，减少二氧化【huà】碳【tàn】的排放。目前【qián】的设计【jì】甚至更进一【yī】步：专家将“联网灯”看作【zuò】是智【zhì】慧城市多功能通【tōng】信网络的【de】“节点【diǎn】”。 现在，街灯的主要用途是照明。但是【shì】，未来路灯【dēng】将会【huì】发挥更多的【de】功能【néng】。比如，垃圾箱满时，路【lù】灯会通知垃圾收集服【fú】务中【zhōng】心，或者记录交通量的【de】变化【huà】，并将这些数【shù】据输入智能交通系【xì】统(ITS)。街【jiē】道照【zhào】明将【jiāng】不【bú】再是孤立的领域，而【ér】是网络【luò】化城市基础设施【shī】的一部【bù】分。 这种愿景【jǐng】是基于物联网【wǎng】(IoT)和智慧城【chéng】市概念【niàn】的兴起【qǐ】。每一个可以想象的物体和【hé】位置都可以联网：汽车【chē】、集装【zhuāng】箱、路灯和停车场，甚至手表、眼镜【jìng】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【huà】。这种【zhǒng】变化【huà】的核心是机器对机器(M2M)通信【xìn】、联网设备之间【jiān】或与【yǔ】控【kòng】制中心【xīn】之间的数【shù】据自动交换。 智慧城市解决方案被认【rèn】为是【shì】降低能源和【hé】维护成本、符合气候保护【hù】的法规要求【qiú】及为市民提供更好【hǎo】服【fú】务的【de】关键【jiàn】。智能【néng】路灯在这方面起着核【hé】心作用。事【shì】实上，在许多城市，路灯问题约占【zhàn】市【shì】民【mín】投【tóu】诉的20%，智能系统可以使维修过程自动化。加上LED，可编程照【zhào】明管理系统可将【jiāng】城市电力成本降低【dī】70%。 不只是人造光 机器对机器(M2M)通【tōng】信是什么呢?这边举【jǔ】例一下。比如在工业领域，M2M用于机器和设【shè】备的远程维护。技【jì】术【shù】人【rén】员可以在远【yuǎn】处【chù】看到磨【mó】损零件的状【zhuàng】况。只要【yào】发生错误或系统【tǒng】检测【cè】到预先设【shè】定的模【mó】式，就会自动【dòng】向员【yuán】工发出警报。这样【yàng】提高了生产【chǎn】、维护和资源使【shǐ】用的透明度。智能照明系统提供了类似的益处【chù】。为了【le】识别【bié】有缺【quē】陷的灯具，就【jiù】不需【xū】要【yào】再依赖夜间【jiān】巡逻或市民投【tóu】诉，系统就可以在中【zhōng】心【xīn】显示联网照明【míng】的【de】状态。 当我们身边的东西都是智能话时，它们的功能就更多了。例如，在波士【shì】顿的公园里，就有智能化的长椅，市民可【kě】以给智能手机【jī】和平板【bǎn】电脑【nǎo】充电【diàn】。同时，这【zhè】些公园的长【zhǎng】椅还测量环境要素，如空气质量和噪音水平。因此，这些长椅的功能就【jiù】不仅仅【jǐn】是提【tí】供座位。它们变成了【le】“充电站”和【hé】“测量【liàng】仪【yí】”。同样地，联【lián】网【wǎng】路灯不仅仅【jǐn】是用于照明的【de】电器【qì】，它们成了【le】多功能网络中的节点。 智能【néng】照明的基本架构 为【wéi】了充当多功能网络，智【zhì】能照明【míng】解决方案必【bì】须满足什【shí】么【me】要求?其基本结构必须【xū】符合当【dāng】前多【duō】样【yàng】化的市场解决【jué】方【fāng】案【àn】。首先，技术人员需要【yào】先安装配备有电子设备的灯【dēng】具，电子【zǐ】设备要么在【zài】路灯外部的小盒【hé】子【zǐ】中，要么在灯具中。或者，灯制造【zào】商【shāng】要直接整合硬件【jiàn】。

当然，一【yī】些【xiē】旧款的型号灯可能【néng】需【xū】要更新到更高【gāo】效的LED。一旦升【shēng】级【jí】，这【zhè】些灯就可【kě】以集成到一个短【duǎn】距离的网络中。 除【chú】了灯具中的硬件之外，移动通信网关还【hái】用于远距离【lí】交换数据。这些可以连接到路灯或安放在配电网中。通常情况【kuàng】下，它们是固定的，这样每个网关可达到**大数量的节点。从节点接收【shōu】信息并将其转发到【dào】云中【zhōng】的【de】服务器【qì】基础设施或本地【dì】服务器。同样，网关发送控制【zhì】指令回到节点【diǎn】，并指示开关或调光【guāng】。 智慧城市的“神经通路” 节点和网关的组【zǔ】合【hé】产生了双【shuāng】层【céng】网络。节点窄带【dài】网络用于传感【gǎn】器应用，例如智能计量。网【wǎng】关【guān】宽带网络【luò】适用【yòng】于数据密集【jí】型应用，如【rú】使【shǐ】用摄像【xiàng】机【jī】进行流量监控。网状网络形成网【wǎng】络拓扑。每个【gè】节点由此与【yǔ】一个或多【duō】个【gè】其他节点连接。通常，网【wǎng】状网络【luò】可自我修复，因此具有很【hěn】高的【de】可【kě】靠【kào】性。每当一个节点发【fā】生故障，网络就会【huì】自动通【tōng】过【guò】其他节点转发数【shù】据【jù】。 在【zài】数据传【chuán】输方【fāng】面，IP标准【zhǔn】将是基础。物体和位【wèi】置都【dōu】有【yǒu】IP地址，因此可以清楚地识别。IPv6互联网协议被认为是物联网和【hé】智慧城市【shì】的重【chóng】要前提。与之前的协议IPv4相比，它将地【dì】址空间从232扩展到2128个**地址【zhǐ】，从而确保网络城市有足够【gòu】的地址【zhǐ】空【kōng】间。IPv6低功【gōng】耗无【wú】线个人【rén】区【qū】域网络协议(6LoWPAN)也特别有【yǒu】前景。 作为一项节能的短程无【wú】线电技术，6LoWPAN尤其【qí】适用【yòng】于【yú】传感器网络【luò】。

操作系统 除了数据【jù】传输【shū】标准之【zhī】外【wài】，可【kě】互操作的管理系统软件也【yě】至【zhì】关重要。大多数智能照明解【jiě】决方案提【tí】供了基于Web的入口，通过这【zhè】些入口可以对相关灯进行编【biān】程【chéng】和管【guǎn】理，比如设定灯【dēng】开启和关闭的周期。一旦与亮度和运动传【chuán】感器相【xiàng】结合，可以设定更复杂的情景模式，比如天越暗【àn】灯越亮;在人【rén】少的【de】地区，只有当运动【dòng】传感器检测【cè】到有【yǒu】人经过时【shí】，才会开灯。 为了支【zhī】持更多的智慧【huì】城市应用【yòng】，城市【shì】照明管理【lǐ】软件一定【dìng】不能封闭，应【yīng】该可以【yǐ】通过第三方应用程【chéng】序进行扩展。理想【xiǎng】情况下，城市【shì】应该【gāi】实施一种不【bú】仅限于应【yīng】用【yòng】的管理入【rù】口，可以为政府机构、公【gōng】民和私营部【bù】门提供对【duì】接点【diǎn】。 需要各【gè】方【fāng】合作 除了资【zī】金外【wài】，智慧城市解决方案需要突破的【de】障碍就是理顺各【gè】种关系。需要不同行业的合作，具有不同的能【néng】力【lì】，尤其是智【zhì】能照明系统。除【chú】了【le】传【chuán】统的灯具【jù】和【hé】灯泡制造【zào】商之外，硬件制造商、软件【jiàn】供应商和连接【jiē】服务提供商也都参与【yǔ】其中【zhōng】。但是【shì】，与每个参与【yǔ】者谈判各自的合【hé】同对于客户而言可【kě】能是非【fēi】常【cháng】困【kùn】难的 - 尤其是必须【xū】确保所使用的【de】组【zǔ】件能【néng】兼容。 为了加【jiā】速这【zhè】一进程，德【dé】国电信等国际移动运营商将进【jìn】入这【zhè】个市场【chǎng】。这个基础是一个广泛的合作伙伴网络【luò】，涵盖【gài】了网络生态系统的所有领域。例如，古老的路灯就是挑战。为了升级这些路灯，需要特定的【de】组件以及有专【zhuān】业知识。合作伙伴网络包括专业修复【fù】历史街灯以及相【xiàng】关工艺的【de】小公司【sī】。合作是联【lián】网【wǎng】城市的关键【jiàn】，智能路灯是一个很有【yǒu】前途的起点【diǎn】。