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• 日期: 2018-01-24
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下一代街道照明将联网。世界各地的城市已经在试验可以远程控制的智能照明系统了。不仅可以降低电力成本，而且可以实现需求驱动的照明，减少二氧化碳的排放。目前的设计甚至更进一步：专家将“联网灯”看作是智慧城市多功能通信网络的“节点”。

现在，街灯的主要用途是照明。但是，未来路灯将会发挥更多的功能。比如，垃圾箱满时，路灯会通知垃圾收集服务中心，或者记录交通量的变化，并将这些数据输入智能交通系统（ITS）。街道照明将不再是孤立的领域，而是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。每一个可以想象的物体和位置都可以联网：汽车、集装箱、路灯和停车场，甚至手表、眼镜和笔。它们可以测量环境中的各种参数，也可以将日常的工作数字化。这种变化的核心是机器对机器（M2M）通信、联网设备之间或与控制中心之间的数据自动交换。

智慧城市解决方案被认为是降低能源和维护成本、符合气候保护的法规要求及为市民提供更好服务的关键。智能路灯在这方面起着核心作用。事实上，在许多城市，路灯问题约占市民投诉的20％，智能系统可以使维修过程自动化。加上LED，可编程照明管理系统可将城市电力成本降低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。比如在工业领域，M2M用于机器和设备的远程维护。技术人员可以在远处看到磨损零件的状况。只要发生错误或系统检测到预先设定的模式，就会自动向员工发出警报。这样提高了生产、维护和资源使用的透明度。智能照明系统提供了类似的益处。为了识别有缺陷的灯具，就不需要再依赖夜间巡逻或市民投诉，系统就可以在中心显示联网照明的状态。

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，在波士顿的公园里，就有智能化的长椅，市民可以给智能手机和平板电脑充电。同时，这些公园的长椅还测量环境要素，如空气质量和噪音水平。因此，这些长椅的功能就不仅仅是提供座位。它们变成了“充电站”和“测量仪”。同样地，联网路灯不仅仅是用于照明的电器，它们成了多功能网络中的节点。

智能照明的基本架构

为了充当多功能网络，智能照明解决方案必须满足什么要求？其基本结构必须符合当前多样化的市场解决方案。首先，技术人员需要先安装配备有电子设备的灯具，电子设备要么在路灯外部的小盒子中，要么在灯具中。或者，灯制造商要直接整合硬件。当然，一些旧款的型号灯可能需要更新到更高效的LED。一旦升级，这些灯就可以集成到一个短距离的网络中。

除了灯具中的硬件之外，移动通信网关还用于远距离交换数据。这些可以连接到路灯或安放在配电网中。通常情况下，它们是固定的，这样每个网关可达到最大数量的节点。从节点接收信息并将其转发到云中的服务器基础设施或本地服务器。同样，网关发送控制指令回到节点，并指示开关或调光。

智慧城市的“神经通路”

节点和网关的组合产生了双层网络。节点窄带网络用于传感器应用，例如智能计量。网关宽带网络适用于数据密集型应用，如使用摄像机进行流量监控。网状网络形成网络拓扑。每个节点由此与一个或多个其他节点连接。通常，网状网络可自我修复，因此具有很高的可靠性。每当一个节点发生故障，网络就会自动通过其他节点转发数据。

在数据传输方面，IP标准将是基础。物体和位置都有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智慧城市的重要前提。与之前的协议IPv4相比，它将地址空间从232扩展到2128个唯一地址，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）也特别有前景。 作为一项节能的短程无线电技术，6LoWPAN尤其适用于传感器网络。

操作系统

除了数据传输标准之外，可互操作的管理系统软件也至关重要。大多数智能照明解决方案提供了基于Web的入口，通过这些入口可以对相关灯进行编程和管理，比如设定灯开启和关闭的周期。一旦与亮度和运动传感器相结合，可以设定更复杂的情景模式，比如天越暗灯越亮；在人少的地区，只有当运动传感器检测到有人经过时，才会开灯。

为了支持更多的智慧城市应用，城市照明管理软件一定不能封闭，应该可以通过第三方应用程序进行扩展。理想情况下，城市应该实施一种不仅限于应用的管理入口，可以为政府机构、公民和私营部门提供对接点。

需要各方合作

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，具有不同的能力，尤其是智能照明系统。除了传统的灯具和灯泡制造商之外，硬件制造商、软件供应商和连接服务提供商也都参与其中。但是，与每个参与者谈判各自的合同对于客户而言可能是非常困难的 - 尤其是必须确保所使用的组件能兼容。

为了加速这一进程，德国电信等国际移动运营商将进入这个市场。这个基础是一个广泛的合作伙伴网络，涵盖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，需要特定的组件以及有专业知识。合作伙伴网络包括专业修复历史街灯以及相关工艺的小公司。合作是联网城市的关键，智能路灯是一个很有前途的起点。