智慧路燈解決方案

□ 文/馬浩浩

作者單位：上海兆越通訊技術有限公司

隨著智慧城市概念的提出，如何讓城市生活中的各種設施組建成龐大的物聯網，相互感知，成為了智慧城市建設的關鍵點。而路燈作為城市的血液，在其中起著至關重要的作用。從最開始的手動開關到自動開關，從單純的照明功能，到如今多功能的智慧路燈桿，這一系列的變化，讓路燈肩負更多的智慧城市建設功能。

城市物聯網的絕佳載體

綜觀全球，在智慧城市的規劃建設中，路燈桿因具位置及供電系統兩大優勢成為物聯網在城市中的重點應用場域，而被稱為“智慧燈桿”。

城市擁有數量眾多的路燈，是最密集的城市基礎設施，便于信息的采集和發布。智慧燈桿未來是物聯網重要的信息采集來源，城市智慧燈桿是智慧城市的一個重要組成部分，能夠實現城市及市政服務能力提升，也是智慧城市的一個重要入口，可促進智慧市政和智慧城市在城市照明業務方面的落地。智慧燈桿通過集成傳感器，采集城市的信息，在未來將產生智慧城市所需的各種大數據。數據上傳到云端，在云端形成大數據。這些數據可與政府內部的交通系統、警務管理系統、財政管理系統和采購系統進行交互，為智慧城市的大數據應用提供多種數據支持。

強大的功能集成燈桿系統

智慧燈桿是一種集成各種信息設備技術創新復合應用的智慧路燈產品，整個智慧燈桿內包含路燈照明控制系統、WIFI天線基站、視頻監控管理、廣告屏播控系統、城市環境實時監測、緊急呼叫系統、充電樁系統和井蓋監測系統等應用。

由此可見，智能路燈在將來的演變模式中，除了基本的照明，節能省電和各種智能化控制，在未來也不再是傳統意義上的路燈桿，而是演進到城市物聯傳感網絡的采集端，戶外便民措施開放的載體，成為智慧城市建設數據采集和監測的重要部分。

對于未來，我們可以暢想一下，在不影響城市布局和照明功能情況下，路燈由傳統模式改造成智慧路燈后，車主可一邊充電，一邊借助智慧路燈實現查詢路況和交通擁堵，監測好前方雨雪，甚至如果遇到危險，智慧路燈則可以實現全方位、立體的監控。

專業可靠的以太網通信解決方案

上海兆越通訊技術有限公司專注于工業級以太網交換機及工業無線設備的研發與制造，為智慧燈桿系統的通信傳輸層提供了高性能且穩定的網絡傳輸設備作為支撐。

此方案中，每個智慧燈桿內放置一臺MIE-2412M卡規式網管型工業以太網交換機，提供8個10/100/1000M電口，4個SFP千兆擴展槽。燈桿上傳感器、攝像機、對講機、LED顯示屏、無線AP等子系統終端全部通過RJ45網線接入交換機電口，并通過交換機千兆光口與路口就近其他燈桿內交換機形成千兆自愈環網。環網內其中一個路口燈桿內交換機作為匯聚交換機，使用另一個光口，通過租用的運營商光纜傳回控制中心。

控制中心配置一臺兆越Cronet CC-3428核心三層工業以太網交換機，配置24個10/100/1000M電口，4個千兆SFP插槽，連接控制中心內各子系統服務器，工作站，以及大屏等設備。

▲Cronet CC-3428

在每個燈桿的控制箱內部，使用MIE-2412連接MWP-6670工業級無線AP，該AP可同時工作在2.4GHz和5GHz頻段，采用MIMO以及2R2T技術，最大發射功率500mw，外接高增益美化天線，美化天線安裝在燈箱里，AP和天線之間采用高頻低損耗饋線連接，根據實際的現場情況，采用全向或者定向天線實現對區域的無線覆蓋，最遠覆蓋距離可達50-200米。

▲MWP-6670

精準有效的需求應對方式

在LED節能路燈逐步普及后，傳統城市照明中能源利用率低的問題正逐漸得到解決，目前仍面臨如下突出問題：在簡單的定時開啟和關閉路燈，節能效率低下；靠人力巡查維護，實時性和可靠性差，成本高；缺乏路燈能耗實時監測和量化分析能力；缺乏對路燈的統一智能管控策略；作為政府部門資產，需要跟蹤路燈操作維護記錄等等。上海兆越的環網方案將智能燈桿全部納入網絡，實現了在控制中心對節點的統一控制與管理。

目前城市智慧燈桿通信領域，常用的方式有Zigbee、電力線載波和GPRS等等。其中，Zigbee采用樹形結構與時穩定性稍差，電力線載波容易受各種干擾，信號分離難度大，而GPRS雖然因已覆蓋全國而無需布線或者架設網絡，但數據傳輸按照流量收費，成本較高。兆越通訊的通信方案中通過有線以太網傳輸數據，有線連接可靠性更高，穩定性也更強，覆蓋范圍更廣，方案采用高性能工業級以太網交換機，符合各種工業級標準，能夠充分應對室外實際應用中各種影響與干擾，并且采用了MRRING自愈千兆環網技術，自愈時間小于20ms，大大提升了系統的穩定性并保障了網絡帶寬需求和系統擴展性。

整體來看，在智慧城市建設以及物聯網等技術迅速發展的趨勢下，具有多功能的智慧路燈桿為城市建設帶來新思路，其發展前景被看好。不過，就目前而言，仍有一系列挑戰需要面對，比如成本下降和技術提升。兆越通訊的解決方案中，接入層和匯聚層合并，減少了成本的投入，網絡結構簡單，層次分明，便于維護。交換機采用卡軌式安裝方式，安裝簡單且符合標準。用于無線網絡熱點模塊的大功率室外工業AP采用了加長饋線的方式來連接燈桿頂部的天線（饋線有插入損耗），天線可以使用美化天線放在智能廣告牌內部，并且，無需在所有燈桿全部安裝AP，AP覆蓋距離可以達到50-200米左右（根據現場情況而定）。良好的設備與方案大大降低了燈桿整體成本，提升了技術含量。