美國實現聯網城市初體驗 推動城市物聯網-明思維照明

[導讀]智能路燈是目前正成長中的業務，也是指向未來智能城市和新興物聯網發展的風向標。這種新穎的產品范圍廣泛，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、LT...

　　智能路燈是目前正成長中的業務，也是指向未來智能城市和新興物聯網發展的風向標。這種新穎的產品范圍廣泛，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以及用于監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)永續照明部門行銷經理Bill McShane已經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將在全美城市中售出數千盞這樣的智能路燈。

　　飛利浦(Philips)把這些路燈稱為“聯網城市初體驗”。這種產品擁有很多的潛在客戶和供應商。雖然還未能發展出具體的產品藍圖，但已吸引了有關其發展潛力的各種遐想。僅有蜂巢式功能的燈桿是在城市擴展市內Wi-Fi網路并考慮廣泛部署未來各種類型感測器網路時就一并到位的。

　　圣何塞正部署50支與Fairmont Hote附近一樣的智能燈桿

　　飛利浦的LED照明部門提出了智能路燈的想法，也開發出這樣的產品。這家荷蘭公司與愛立信(Ericsson)建立了一項全球合作關系，由愛立信作為燈桿內部的LTE基地臺轉包商。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者收取費用。

　　重大但極具挑戰性的業務

　　城市為經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，“我們設法將各方聚集在一起。這是一個很有趣的挑戰，但當他們全部聚齊洽談計劃時，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、商業單位和城市三方共贏的局面。”

　　由于面對每個城市不同的業者和規則，這項業務其實并不輕松。例如，圣何塞在2011年2月份就為轉換到LED起草了共48頁的路燈設計指南。這本指南中充斥著各種有關燈光亮度與品質問題的表格和數學公式，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以及哥本哈根等城市目前正測試這個概念，據市調公司Navigant Research透露。該公司統計全球LED路燈數量已經超過1，300萬個，預計到2023年還將增加到1.16億個。

　　據說華為也開發出智能路燈的原型和樣機，但尚未正式發布產品，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Eric Woods表示。

　　雖然實際數字很難掌握，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量，約21萬支供電的燈桿，其中超過14萬支燈桿已經轉換成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換計劃招標中。

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　　智能城市考慮感測器網路

　　城市物聯網網路的概念仍在發展初期，并且引發了許多棘手的問題，飛利浦的McShane指出，“部署城市物聯網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安裝10個空氣品質感測器。他表示，“我們確實想多看看其他相關計劃……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。

　　圣何塞市LED路燈設計指南中的一些數學公式

　　在展示另一種方法的先導計劃中，圣何塞正在制作有關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造補充GPS地圖的服務，而城市和駕駛人也能找到減少交通擁塞的方法。

　　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裝一個就行了——好消息是我們已經有可用的通訊技術到位了。”

　　圣何塞市市民創新管理人員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展前線。”她指出。

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　　首要步驟—智能電表、LED監視器

　　燈桿中的智能電表是確保證未來功能擴展的關鍵，圣何塞的Killgore認為。當地的公用事業委員會已經明確定義什么功能可以安裝到路燈上，以確保協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有的外接智能電表。但當地的公共電力公司PG&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。”

　　圣何塞市目前安裝了63，000盞路燈，其中三分之二正公開招標新的LED計劃

　　Navigant研究總監Woods指出，“基于節能理念的LED路燈轉換商用模型已經成熟了，但連網的好處(監控交通流量或空氣品質感測器等)還未能有效地奠定基礎，更復雜的是經常得牽扯到多個城市部門。”

　　“對于從照明燈具到通訊網路的一切來說，標準都是至關重要的，”Woods認為，“這個產業月前已經取得了一些進展，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果——他們在制訂相關技術標準的同時，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仍十分謹慎，像是主動式調光，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路燈的遠端監控產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。

　　同步發展Wi-Fi計劃

　　當飛利浦致力于協助營運商搭建其蜂巢式無線基礎設施時，洛杉磯和圣何塞也同時擴展城市中的Wi-Fi網路。

　　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行該市網路的業務。相反地，它透過公開招標讓私人供應商接取至城市資產(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。”