智能路燈是目前正成長中的業(yè)務，也是指向未來智能城市和新興物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的風向標。這種新穎的產(chǎn)品范圍廣泛，從簡單、復雜到幾乎不可見，總有一天可能無處不在。
智能路燈基本上是由LED燈、LTE小型蜂巢式基地臺、可選的燈具控制系統(tǒng)以及用于監(jiān)控電線桿功率使用情況的智能電表所組成的燈桿。截至目前為止，飛利浦(Philips)永續(xù)照明部門行銷經(jīng)理Bill McShane已經(jīng)在美國洛杉磯和圣何塞部署了約150個這樣的燈桿。McShane一直在銷售智能路燈，他相信在今后三年內(nèi)將在全美城市中售出數(shù)千盞這樣的智能路燈。
飛利浦(Philips)把這些路燈稱為“聯(lián)網(wǎng)城市初體驗”。這種產(chǎn)品擁有很多的潛在客戶和供應商。雖然還未能發(fā)展出具體的產(chǎn)品藍圖，但已吸引了有關(guān)其發(fā)展?jié)摿Φ母鞣N遐想。僅有蜂巢式功能的燈桿是在城市擴展市內(nèi)Wi-Fi網(wǎng)路并考慮廣泛部署未來各種類型感測器網(wǎng)路時就一并到位的。
飛利浦的LED照明部門提出了智能路燈的想法，也開發(fā)出這樣的產(chǎn)品。這家荷蘭公司與愛立信(Ericsson)建立了一項全球合作關(guān)系，由愛立信作為燈桿內(nèi)部的LTE基地臺轉(zhuǎn)包商。其他公司則提供圣何塞等城市需要的可選智能電表。
無線通訊營運商是主要的客戶，他們指定并向愛立信支付基地臺的費用，并確定基地臺的安裝位置。他們還付錢給飛利浦，然后由飛利浦與市政府洽談交易，并向城市支付安裝費用和少量的續(xù)用租金。
舉例來說，洛杉磯向飛利浦收取約1萬美元的燈桿安裝費用以及每個網(wǎng)站一年40美元的租金。圣何塞則允許飛利浦向無線者處收取十年的費用，十年后再改由圣何塞市向無線業(yè)者收取費用。
重大但極具挑戰(zhàn)性的業(yè)務城市為經(jīng)常由不同實體擁有和服務的燈桿建立了一個簡化的認可過程。McShane表示，“我們設(shè)法將各方聚集在一起。這是一個很有趣的挑戰(zhàn)，但當他們?nèi)烤埤R洽談計劃時，就變成了一項有力的提議。”
最終，每一方都能獲利，McShane指出，“這是居民、商業(yè)單位和城市三方共贏的局面。”
Bill McShane
由于面對每個城市不同的業(yè)者和規(guī)則，這項業(yè)務其實并不輕松。例如，圣何塞在2011年2月份就為轉(zhuǎn)換到LED起草了共48頁的路燈設(shè)計指南。這本指南中充斥著各種有關(guān)燈光亮度與品質(zhì)問題的表格和數(shù)學公式，并提到了許多國家和國際標準。
McShane的同事們先在全球開展了燈桿的先導計劃。佛羅里達州的公共電力事業(yè)以及哥本哈根等城市目前正測試這個概念，據(jù)市調(diào)公司Navigant Research透露。該公司統(tǒng)計全球LED路燈數(shù)量已經(jīng)超過1,300萬個，預計到2023年還將增加到1.16億個。
據(jù)說華為也開發(fā)出智能路燈的原型和樣機，但尚未正式發(fā)布產(chǎn)品，預計還有其他公司也可將浮出?面。“我認為我們正處于智能路燈普及的開端。”Navigant研究總監(jiān)Eric Woods表示。
雖然實際數(shù)字很難掌握，但McShane估計單單美國就有2,600萬盞路燈。洛杉磯表示擁有第二大的數(shù)量，約21萬支供電的燈桿，其中超過14萬支燈桿已經(jīng)轉(zhuǎn)換成LED了。圣何塞擁有約6.3萬支燈桿，其中約有2萬支是LED燈，其它燈桿正開放給任何類型提案的轉(zhuǎn)換計劃招標中。
智能路燈內(nèi)部結(jié)構(gòu)飛利浦智能燈桿的內(nèi)部技術(shù)相當簡單，并且有很明確的定義。但當城市預算較緊但以創(chuàng)新的方式思考物聯(lián)網(wǎng)時，這種燈桿的未來會是什么樣子就不得而知了。
當今的智能燈桿有兩種配置——安裝三個大型愛立信RU-11或RU-12 60W LTE無線電裝置的高功率燈桿，以及安裝六個5~10W無線電裝置(覆蓋約1000英尺短距離)的低功率版本。高功率版本中，無線電裝置安裝在燈桿的擴展基座中，而低功率版本的無線電裝置則安裝于燈桿內(nèi)部，天線位于LED燈附近的天線罩中。
大多數(shù)燈桿都有電子設(shè)備，用于處理無線電訊號和數(shù)位基頻訊號。營運商只使用燈桿中的無線電裝置，并將其連接到云端的無線接取網(wǎng)路，再由無線接取網(wǎng)路處理數(shù)位基頻任務，愛立信北美企業(yè)夥伴與聯(lián)盟負責人Sridhar Vadlamudi表示。
洛杉磯還要求燈桿內(nèi)安裝備用電池，預防斷電發(fā)生。圣何塞要求安裝智能電表來支付電費，但這在洛杉磯并不需要，因為洛杉磯對于電力方面有一整套的協(xié)議。
截至目前為止所安裝的燈桿數(shù)量超過了50個。第一支燈桿在2015年7月進行測試，并在9月份首次正式實施。
智能路燈還沒有明確的發(fā)展藍圖。“我們想把重點放在LTE上，一旦成功后，就很容易再整合Wi-Fi或其它功能。”Vadlamudi指出，“我們正在考慮槍聲、污染和交通感測器，目前還沒有專為部署這些感測器的相關(guān)申請，但既然我們有足夠的空間就能做下去。”
?包括洛杉磯市長在內(nèi)的多位城市官員及其于去年底安裝的首支智能燈桿
智能城市考慮感測器網(wǎng)路城市物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)路的概念仍在發(fā)展初期，并且引發(fā)了許多棘手的問題，飛利浦的McShane指出，“部署城市物聯(lián)網(wǎng)的資本支出非常龐大，而且我們必須知道資料如何流至哪個中樞，以及如何進行分析——而且還有許多公眾政策也必須同時制訂。”
圣何塞資訊長Vijay Sammeta對此表示同意。他認為智能城市具有‘蠻荒西部’(wild West)的特性，而今正是時候從展示計劃轉(zhuǎn)型至更加困難的實際部署工作了。
Sammeta認為，“智能城市再次喚醒了政府部門的研發(fā)思維，但這些事情都需要花時間、金錢和精力，因此必須遵循我們的優(yōu)先順序逐步進行。”。
舉例來說，圣何塞剛剛與英特爾共同完成了一個為期一年的先導計劃，這項計劃涉及在市內(nèi)安裝10個空氣品質(zhì)感測器。他表示，“我們確實想多看看其他相關(guān)計劃……但我想像中的路燈桿還有許多東西要加進來。”
截至目前為止，政府和供應商都不知道城市需要什么樣的感測器、應該如何認證這些感測器以及如何建立、支付和執(zhí)行涵蓋多個資料組合的中央資料庫。多個資料組合通常比只有一種資料更有趣，但“當供應商越來越多時，資料也會變得日益復雜。”Sammeta指出。
在展示另一種方法的先導計劃中，圣何塞正在制作有關(guān)交通訊號相位的即時資料并提供給汽車制造商。汽車廠家將有機會創(chuàng)造補充GPS地圖的服務，而城市和駕駛?cè)艘材苷业綔p少交通擁塞的方法。
洛杉磯最終計劃安裝400至600支智能燈桿，并正考慮可以含有什么樣的其它感測器。該城市還在考慮在一些燈桿中增加為電動車充電的充電樁。
“我們正與多家制造商合作，討論諸如溫度、二氧化碳感測器等任何感測器或甚至是地震感測器等用于監(jiān)控犯罪或停車的攝像機等各種想法。”洛杉磯路燈處負責人Ed Ebrahimian表示，”我可能只需要200到300個感測器，因為它們不必須安裝在每個燈桿上，大約每三到五個街區(qū)裝一個就行了——好消息是我們已經(jīng)有可用的通訊技術(shù)到位了。”
圣何塞市市民創(chuàng)新管理人員Teri Killgore也表示同意。”對于智能城市應用來說，這是下一個重要的發(fā)展前線。”她指出。
首要步驟—智能電表、LED監(jiān)視器燈桿中的智能電表是確保證未來功能擴展的關(guān)鍵，圣何塞的Killgore認為。當?shù)氐墓檬聵I(yè)委員會已經(jīng)明確定義什么功能可以安裝到路燈上，以確保協(xié)力廠商公平地以跟城市相同的低費率獲得電力。
圣何塞的燈桿目前使用公共電力公司現(xiàn)有的外接智能電表。但當?shù)氐墓搽娏綪G&E正考慮采用可安裝于燈桿的版本，這樣可以防止受到駭客的破壞。
Killgore表示，“而且，當我們想要增加環(huán)境感測器或攝影機時，就能夠更輕松地進行安裝，而無需重新進行電路布線。”
Navigant研究總監(jiān)Woods指出，“基于節(jié)能理念的LED路燈轉(zhuǎn)換商用模型已經(jīng)成熟了，但連網(wǎng)的好處(監(jiān)控交通流量或空氣品質(zhì)感測器等)還未能有效地奠定基礎(chǔ)，更復雜的是經(jīng)常得牽扯到多個城市部門。”
“對于從照明燈具到通訊網(wǎng)路的一切來說，標準都是至關(guān)重要的，”Woods認為，“這個產(chǎn)業(yè)月前已經(jīng)取得了一些進展，但讓人更感興趣的是目前正進行的多個智能城市標準制訂計劃會有什么樣的結(jié)果——他們在制訂相關(guān)技術(shù)標準的同時，某種程度上也是在確定城市的需求。”
Woods表示，“有些城市管理人員對于使用先進照明控制技術(shù)仍十分謹慎，像是主動式調(diào)光，以避免被認為是在降低城市道路的安全性。”
盡管如此，洛杉磯的Ebrahimian對于LED路燈的遠端監(jiān)控產(chǎn)品仍然懷有滿腔熱情。洛杉磯目前正準備安裝帶有 嵌入式GPS的第二代產(chǎn)品。
“在我們的辦公室中，我們可以選擇燈桿的蜂巢式無線訊號，并為其指定位置資訊——如果我們以后必須移動它的話，也沒問題——當燈光熄滅時我們馬上就能知道。”他表示。
同步發(fā)展Wi-Fi計劃當飛利浦致力于協(xié)助營運商搭建其蜂巢式無線基礎(chǔ)設(shè)施時，洛杉磯和圣何塞也同時擴展城市中的Wi-Fi網(wǎng)路。
洛杉磯希望在三月份確定承包商，負責搭建覆蓋整個城市約469平方英哩的網(wǎng)路計劃。這項計劃的目標是連接估計約超過30%缺少家庭寬頻的居民。
洛杉磯資訊長Ted Ross透露，洛杉磯市決定不參與擁有和執(zhí)行該市網(wǎng)路的業(yè)務。相反地，它透過公開招標讓私人供應商接取至城市資產(chǎn)(如路燈桿和光纖鏈路)，只要他們能夠混合提供速率達Gbps的免費和付費服務。
該市目前正評估三份提案，每份提案的目的都在連接整個城市。洛杉磯要求所有的提案都必須相容于目前的802.11g/n裝置，并建議投標方考慮支援蜂巢式無線網(wǎng)路、700MHz和900MHz頻段的未來LTE-Unlicensed以及.11af與.11ah等功能。
圣何塞則在2014年擴展其免費的城市Wi-Fi網(wǎng)路，將會議中心和機場都納入其中，使用由Ruckus Wireless提供的.11n和.11ac裝置獲得10~20Mbits/s的傳輸速率。
明年，Sammeta表示，“我們想升級到2.0版本，擴大市中心的區(qū)域，使其覆蓋主要的公園和新建的高等法院大樓。同時，我們也期待有機會提供定位服務。”
轉(zhuǎn)型的最終目的 -提質(zhì)降本增效
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