智慧燈桿是當(dāng)前業(yè)內(nèi)一個重要的話題，盡管在這個熱潮中，人們談?wù)摵芏嗟氖窃跓魲U的“桿“上加裝掛載5G宏基站/微基站、Wi-Fi熱點(diǎn)和顯示屏等全新的外設(shè)，但是智慧燈桿在回歸到”燈“這一過程中，依然存在著許多創(chuàng)新的機(jī)會。

憑借額外的無線連接和雙向通信，智慧燈桿是一個可擴(kuò)展的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺，提供照明以外的多種解決方案， 而Wi-SUN 很可能是關(guān)鍵技術(shù)。

01.

一座文明發(fā)達(dá)的城市離不開路燈， 然而整個城市的路燈運(yùn)行和維護(hù)成本往往十分昂貴。根據(jù)世界銀行（World Bank）的數(shù)據(jù)資料，基于傳統(tǒng)技術(shù)的現(xiàn)有傳統(tǒng)路燈系統(tǒng)可能占城市電力消耗的65%，而且需要昂貴的維護(hù)費(fèi)用。另外從減少碳排放的角度來看，在為不夜城提供基本服務(wù)的同時，此類不必要的能源消耗會增加大氣中二氧化碳的排放量，這種浪費(fèi)對財(cái)政的影響是十分惡劣的。

由于LED 照明可以節(jié)省高達(dá)70%的能源，許多市政當(dāng)局正采取措施以LED 替代白熾燈泡，增加它們在住宅、公共和商業(yè)場所的使用比例。LED 燈的使用壽命通常長達(dá)20年，因而LED燈的投資回報率非常可觀，但其較長的使用壽命也促使新的商業(yè)模式浮現(xiàn)，包括通過控制器和傳感器增強(qiáng)能源服務(wù)。

除了更高效、更長效的照明，智慧燈桿上的LED照明還可以為城市帶來增值服務(wù)。智慧路燈系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)的照明策略，例如日光照明，能符合本地化需求，并通過優(yōu)化使用實(shí)現(xiàn)節(jié)能。通過提供異常檢測和故障警報，這實(shí)現(xiàn)了操作透明度和預(yù)測性維護(hù)的潛力，從而將智慧燈桿的管理成本降到最低。

02.

由于智慧燈桿在“燈“與”桿“的功能上都會越來越強(qiáng)大，因此智慧燈桿需要多元化的連接，包括用于5G和Wi-Fi等公共通信服務(wù)的寬帶（光纖）連接，以及用于控制路燈和連接傳感器的物聯(lián)網(wǎng)連接。從物聯(lián)網(wǎng)連接來看，智慧路燈系統(tǒng)需要實(shí)時運(yùn)行并快速適應(yīng)不斷變化的環(huán)境條件，因此它們需要可擴(kuò)展、安全、可靠、低延遲、遠(yuǎn)距離、高吞吐量和雙向連接：任何連接中斷都會造成負(fù)面影響。

為了先進(jìn)、可靠和便捷的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來連接路燈，每個燈具都需安裝一個無線控制器，該控制器與管理應(yīng)用程序進(jìn)行通信。在開發(fā)由無線節(jié)點(diǎn)組成的端到端智慧 LED 路燈和燈桿控制解決方案時，系統(tǒng)集成商和提供功能組件的原始設(shè)備制造商（OEM）會在物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺中考慮到以下因素：

互操作性和可擴(kuò)展性—在選擇網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛥f(xié)議時，互操作性和可擴(kuò)展性是最重要的。在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，路燈控制器通過自行配置和自我修復(fù)的網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行彼此之間和與網(wǎng)關(guān)之間的相互通信。網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)將通信路由到 CMS。添加更多設(shè)備會創(chuàng)建多個通信路徑，確保沒有單點(diǎn)故障并加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)。在點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)直接與 CMS 通信，相較于其他方式，在關(guān)鍵性任務(wù)環(huán)境中可以有較少的冗余作業(yè)。

Wi-SUN是一種領(lǐng)先的IPv6 sub-GHz 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可用于智慧城市和智能公用事業(yè)應(yīng)用，它代表“無線智能無處不在的網(wǎng)絡(luò)”。由于它是大型的室外物聯(lián)網(wǎng)無線通信網(wǎng)絡(luò)在各種應(yīng)用中的理想選擇，倫敦金融城（City of London）最近更換照明引進(jìn)Wi-SUN，其緣由是它提供額外的功能使環(huán)境監(jiān)測等新項(xiàng)目非常具有吸引力。

靈活性—智慧照明部署后也應(yīng)該保持靈活性，這是因?yàn)橛捎诋?dāng)今許多智慧城市應(yīng)用仍處于起步階段，同時不同的城市對智慧路燈應(yīng)用和增值服務(wù)都有差異化的需求，因此這些升級、添加和修改要求促使智慧燈桿方案去選擇那些由多供應(yīng)商聯(lián)合開發(fā)的通信協(xié)議，Wi-SUN 技術(shù)對集成新的第三方設(shè)備提供了靈活性。同時，也要考慮諸如Silicon Labs的第二代Wireless Gecko這樣的多協(xié)議平臺芯片。

Wi-SUN 是一種開放的、基于標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，任何供應(yīng)商都可以使用它，從而進(jìn)行構(gòu)建解決方案與規(guī)劃部署。如果廠商選用Wi-SUN的話，它可確保城市有足夠的靈活性來進(jìn)行修改，并且可以讓他們從不同的供應(yīng)商購買硬件和軟件，避免被供應(yīng)商鎖定。

sub-GHz 或 2.4 GHz頻段—在考慮照明控制器本身的通信協(xié)議或平臺時（取決于OEM選擇部署哪種技術(shù)），設(shè)計(jì)人員必須在sub-GHz 或 2.4 GHz 芯片之間進(jìn)行選擇，并使用這些類型的頻段選擇合適的協(xié)議。

市場上有許多 2.4GHz 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)選項(xiàng)，例如 Zigbee 和藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，因其低功耗、網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、不會因?yàn)槟硞€故障點(diǎn)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)局部癱瘓，所以它們分別在家庭自動化和商業(yè)照明領(lǐng)域廣受歡迎。由于 sub-GHz 頻譜比 2.4GHz 的擁塞程度低，新興的 sub-GHz 解決方案可提供更遠(yuǎn)的通訊范圍和無線穩(wěn)健性。隨著智慧城市的建設(shè)，能擴(kuò)展到數(shù)十萬個節(jié)點(diǎn)的選項(xiàng)將成為一項(xiàng)關(guān)鍵要求，這使得部署在 sub-GHz 頻段中的 Wi-SUN 等解決方案非常具有吸引力。在中國，470-510MHz頻段被廣泛用于智能表計(jì)和智慧城市等應(yīng)用，推動了中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

安全性—今天的芯片非常靈活，因?yàn)橐坏?OEM 制造了燈具控制器，即便在下一代規(guī)范版本出現(xiàn)時也毋需更換芯片。芯片、固件、軟件和應(yīng)用程序能通過無線照明基礎(chǔ)設(shè)施中的無線 (OTA) 更新功能進(jìn)行更迭，可以解決安全問題和一般性的產(chǎn)品改進(jìn)。

目前，全球每年的能源消耗估計(jì)高達(dá)5.8億太焦耳，根據(jù)國際能源署的數(shù)據(jù)，2021年電力需求將增長4.5%（超過1000 TWh）。在這個從產(chǎn)品轉(zhuǎn)向增強(qiáng)型產(chǎn)品再到平臺的領(lǐng)域中，功能不斷增強(qiáng)的智能互聯(lián)解決方案正在擴(kuò)大扭轉(zhuǎn)這種能源需求趨勢可能性。

如果我們現(xiàn)在就做到這一點(diǎn)，在不久的將來，城市在技術(shù)上將變得更加智能，并利用軟件和無線通信來優(yōu)化能源使用并大幅減少能耗。綜上所述，利用Wi-SUN這樣的可以“自組、安全、自愈、可控和多源“的物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)，可以充分滿足智慧燈桿上的物聯(lián)網(wǎng)連接需求，并創(chuàng)造全新的市政服務(wù)和管理手段。