隨著人類社會的不斷發(fā)展，未來城市將承載越來越多的人口。目前，我國正處于城鎮(zhèn)化加速發(fā)展的時期，部分地區(qū)“城市病”問題日益嚴峻。為解決城市發(fā)展難題，實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展，建設智慧城市已成為當今世界城市發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的歷史潮流。

　　建設智慧城市的目的是為了使城鎮(zhèn)設施更加智能、服務更加便捷、管理更加精細，有效提高城鎮(zhèn)化發(fā)展質(zhì)量和水平。建設過程中，通過物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術創(chuàng)新應用已經(jīng)成為主流。本次，筆者將圍繞物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市中的智能路燈方面展開解讀，分析其應用場景及行業(yè)痛點。

　　管理與維護難成為智能路燈領域核心痛點

　　隨著萬物感知、智能互聯(lián)時代的到來，智能路燈互聯(lián)的需求越來越旺盛。來自相關研究結(jié)構(gòu)的一項數(shù)據(jù)顯示，到2025年，智能路燈改造的市場空間將達到91億美金。目前，智能路燈領域面臨的挑戰(zhàn)主要有：

　　一。管理：如何讓路燈便捷高效、安全可靠地連入網(wǎng)絡；

　　二。維護：如何基于單燈定位和大數(shù)據(jù)做預防性維護；

　　三。能耗：如何節(jié)能減排，減少路燈能耗；

　　四。建設：如何用路燈構(gòu)建平臺，平滑演進到智慧城市。

　　目前，路燈的接入解決方案主要是基于PLC/Zigbee等協(xié)議控制的兩套方案，但卻存在以下問題：

　　一。安全可靠差：小眾協(xié)議易受攻擊、覆蓋差、干擾大；

　　二。建設成本高：需自建網(wǎng)絡及平臺；

　　三。運維難度大：單燈定位難，排障需靠人工、投訴或巡查式維護。

　　基于NB-IoT/eMTC的解決方案顯著解決以上痛點

　　對于路燈行業(yè)，業(yè)主方要求的是每年的亮燈率，而運營方關注耗電情況，因此既需要保證照明也要合理省電。除對路燈光源進行技術改進外，對路燈使用情況也要進行 及排障，因此現(xiàn)階段路燈智能化改造不僅需要單個路燈狀態(tài)的周期上報，也需要能夠進行遠程控制，要求路燈具備五遙的功能：遙測、遙信、遙控、遙調(diào)和遙視。

　　基于NB-IoT/eMTC的智能路燈方案可以實現(xiàn)路燈“五遙”的功能，包括NB-IoT/eMTC模塊、控制模塊、供電模塊和電能計量模塊四個部分。供電模塊通過交流電給LED燈供電，NB-IoT通信模塊可以實現(xiàn)與服務器進行通信，通過控制模塊進行路燈的控制調(diào)節(jié)以及數(shù)據(jù)、信息的上報，同時電能計量模塊可以計算單個路燈的用燈量。

　　基于NB-IoT/eMTC的智能路燈方案具有以下優(yōu)勢：

　　一。便捷網(wǎng)絡：統(tǒng)一連接公網(wǎng)；

　　二。統(tǒng)一標準：3GPP標準，統(tǒng)一產(chǎn)業(yè)鏈；

　　三。安全可靠：電信級防護，通信成功率99%；

　　四。單燈定位：天然單燈定位，遠程自動控制；

　　五。預防性維護：大數(shù)據(jù)式，運維成本降低50%。

　　基于以上方案，目前在實際應用中實現(xiàn)的功能有：

　　一。采用分時功率控制，例如日落后人車較多，100%亮度；晚上人車較少，50%亮度；午夜后，借道幾乎無人車，50%亮度，間隔亮燈；

　　二。結(jié)合經(jīng)緯度、日照時間智能算法自動調(diào)節(jié)；

　　三。單燈故障檢測并上報，降低維護成本。

　　2016年3月15日，華為在CeBIT2016（德國漢諾威消費電子、信息及通信博覽會）上發(fā)布了業(yè)界首個多級智能控制照明物聯(lián)網(wǎng)解決方案。

　　方案將城市照明路燈統(tǒng)一接入物聯(lián)網(wǎng)絡，基于GIS進行可視化管理，管理者可以清楚的了解每一個街區(qū)、每一盞路燈的狀態(tài)信息；通過應用靈活的照明策略，可以對每一盞路燈的開關狀態(tài)、照明亮度進行精準控制，真正實現(xiàn)按需照明，節(jié)能效率高達80%。

　　每盞路燈都安裝了一個路燈控制器，用來控制開關和調(diào)光。華為使用了基于IPv6的6LoWPAN技術，這種技術具有低功耗、自發(fā)現(xiàn)、自組網(wǎng)、可快速自愈的特點

　　在對路燈的控制上，照明策略擁有一套“組合拳”，可按照不同規(guī)則動態(tài)調(diào)整，例如亮度傳感器、第三方車流量、人流量傳感器、實際的天氣和環(huán)境狀況。

　　例如在深夜車流稀少的時候調(diào)低路燈亮度、間隔開燈；在光照條件不好的陰雨天氣根據(jù)亮度感知及時開燈。

　　無獨有偶，前不久中移物聯(lián)網(wǎng)有限公司與上海珍聯(lián)電子科技有限公司合作，完成了一套基于OneNET物聯(lián)網(wǎng)平臺為核心的道路路燈監(jiān)控系統(tǒng)，并成功的應用到浙江嘉紹大橋路燈照明項目中，主要實現(xiàn)以下功能：

　　主動問詢功能：遠程監(jiān)控中心或移動終端通過OneNET物聯(lián)網(wǎng)云平臺可以主動查詢每盞燈的開關狀態(tài)、電流電壓、電壓、功率、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)；

　　主動控制功能：遠程監(jiān)控中心或移動終端通過OneNET物聯(lián)網(wǎng)云平臺可以依據(jù)控制權(quán)限控制任意一盞、一組、一個區(qū)域路燈；并依據(jù)客戶自己要求，實現(xiàn)半夜、關半邊及調(diào)光降功率的控制，以達到節(jié)能效果等功能；

　　自動光控功能：依據(jù)道路上光照儀采集的光照亮度數(shù)據(jù)，自動調(diào)整道路內(nèi)各不同區(qū)域光照亮度；

　　報警功能：通信中斷、燈故障等情況出現(xiàn)時，遠程監(jiān)控中心或移動終端通過OneNet物聯(lián)網(wǎng)云平臺有報警顯示；

　　地圖功能：通過OneNET物聯(lián)網(wǎng)云平臺在電子地圖上顯示每盞燈的開關狀態(tài)并對每盞燈、每盞燈遠程手動執(zhí)行開關燈、調(diào)光功能；

　　曲線報表功能：可以生成電量報表，并存儲于OneNET物聯(lián)網(wǎng)云平臺；

　　遠程維護功能：監(jiān)控設備中的采集和通信模塊通過OneNET物聯(lián)網(wǎng)云平臺具備遠程參數(shù)設置和維護功能。

　　展望：智能路燈有望大幅節(jié)約電量

　　城市道路照明是城市公共設施的重要組成部分，在公路、借道、小區(qū)、公園等公共區(qū)域無處不在。而隨著城鎮(zhèn)化建設的推進，城市道路照明路燈的數(shù)量越來越多，能耗越來越高，供電趨于緊張。目前，國內(nèi)路燈數(shù)量約3200萬。預計到2020年，國內(nèi)路燈保存量將達5000萬盞。

　　傳統(tǒng)路燈一般以鈉燈為主，能耗高且損耗大。使用LED路燈可降低耗電量，綜合節(jié)能率達到50%以上，如果再經(jīng)過NB-IoT/eMTC智能路燈方案改造，LED燈的綜合節(jié)能率可達到70%以上。根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，中國2015年發(fā)電量為5.618萬億千瓦時，道路照明用電量約占9%，即5056億千瓦時。考慮到我國城市道路LED智慧照明工程的滲透率還很低，如果我國路燈全部經(jīng)過NB-IoT/eMTC智能路燈方案智能改造，以20%平均節(jié)電率計算，則每年可節(jié)約電量將超過1000億度。

　　在整個產(chǎn)業(yè)鏈中，目前有以中國移動為主的基礎運營商、路燈終端側(cè)廠商、平臺側(cè)廠商、應用側(cè)業(yè)主方等。