基于路燈的智慧城市物聯(lián)網(wǎng)體系設(shè)計(jì)Aaaaaa摘要：本文針對(duì)智慧城市建設(shè)快速開(kāi)展的趨勢(shì)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有路燈的重新定位與改造，集合智能傳感器技術(shù)、電力載波通信技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，方便快速的建設(shè)覆蓋廣、容納終端數(shù)量多、本錢(qián)低、智能化程度高的城市物聯(lián)網(wǎng)根底平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物的主動(dòng)式管理、廣域開(kāi)環(huán)運(yùn)行、可信可靠，并便于復(fù)制且低本錢(qián)運(yùn)營(yíng)。在此平臺(tái)根底上實(shí)現(xiàn)智能照明、智能交通、環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市平安、無(wú)線(xiàn)城市等多個(gè)智慧應(yīng)用。關(guān)鍵字：路燈；物聯(lián)網(wǎng)；智慧城市1案例設(shè)計(jì)目標(biāo)眾所周知，路燈作為城市中密度最大、數(shù)量最多的市政設(shè)施之一，其在城市中的作用是不言而喻的。首先，增加人們夜晚的能見(jiàn)度，提高平安感，創(chuàng)造夜晚舒適怡人的社會(huì)活動(dòng)、交往空間。其次，保證車(chē)輛和行人夜晚活動(dòng)的平安，減少夜問(wèn)交通事故和犯罪、暴力事件的發(fā)生。最后，滿(mǎn)足城市不同區(qū)域的功能需要，為各分區(qū)的活動(dòng)和相互間的交通、聯(lián)系提供照明條一件，美化城市形象，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)繁榮。深入分析路燈在城市中的分布及建設(shè)情況，可以發(fā)現(xiàn)，除了傳統(tǒng)意義上的照明功能外，路燈不但常見(jiàn)、機(jī)構(gòu)強(qiáng)健、駐點(diǎn)固定，而且也有電力供給，因此是很適合用來(lái)建立高密度的城市感測(cè)網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)城市路燈的以上特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有路燈的重新定位與改造，集合智能傳感器技術(shù)、電力載波通信技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，方便快速的建設(shè)覆蓋廣、容納終端數(shù)量多、本錢(qián)低、智能化程度高的城市物聯(lián)網(wǎng)根底平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物的主動(dòng)式管理、廣域開(kāi)環(huán)運(yùn)行、可信可靠，并便于復(fù)制且低本錢(qián)運(yùn)營(yíng)。在此平臺(tái)根底上實(shí)現(xiàn)智能照明、智能交通、環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市平安、無(wú)線(xiàn)城市等多個(gè)智慧應(yīng)用。2現(xiàn)狀分析2.1城市路燈系統(tǒng)現(xiàn)狀2.1.1規(guī)律分布于城市路燈作為道路上重要的設(shè)施，長(zhǎng)期以來(lái)均遵照《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)、建設(shè)，使得路燈在道路上呈現(xiàn)明細(xì)的規(guī)律化分布，同時(shí)隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程，路燈分布越來(lái)越廣泛，更是隨著道路延伸到城市的各個(gè)角落。2.1.2精確的地理坐標(biāo)由于路燈分布及間距的規(guī)律性，路燈桿本身已具備精確定位功能，深圳是最早利用路燈桿編號(hào)，實(shí)現(xiàn)“定位〞報(bào)警的城市，其對(duì)主要道路上11萬(wàn)根路燈桿均進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)，并將這些編號(hào)及其對(duì)應(yīng)的地理坐標(biāo)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，報(bào)警人報(bào)出所在位置的7位路燈桿號(hào)，指揮中心民警便能確定報(bào)警人位置，調(diào)度最近的警力出警。2.1.3極佳的通信位置作為道路周邊數(shù)量最多，分布最為規(guī)律的路基側(cè)設(shè)備，為了保證對(duì)路面及周邊環(huán)境的照明效果，其所架設(shè)的位置優(yōu)勢(shì)是非常明顯的。尤其路燈燈頭位置更是作為智慧城市信息感知終端的絕佳選擇。另一方面，目前通信運(yùn)營(yíng)商與城市路燈也進(jìn)行了一定的合作，這種合作根本上是建立在城市路燈已經(jīng)建設(shè)的根底上。通信運(yùn)營(yíng)商根據(jù)自身的網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求，規(guī)劃出滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)覆蓋的城市路燈的位置，并對(duì)現(xiàn)有的路燈進(jìn)行改造，以滿(mǎn)足天線(xiàn)的安裝，實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊區(qū)域的覆蓋。2.1.4現(xiàn)成的供電線(xiàn)路作為道路周邊最大的用電設(shè)施群體，每個(gè)路燈均可作為道路周邊現(xiàn)成的供電接入點(diǎn)。實(shí)際上，一直以來(lái)，公交站廣告牌，節(jié)日道路景觀亮化等均是直接將路燈桿作為供電電源接入，遠(yuǎn)期甚至可以直接將路燈作為汽車(chē)充電樁進(jìn)行使用。如果將路燈供電電纜同時(shí)用來(lái)傳輸電力載波信號(hào)，那么形成了一張覆蓋于整個(gè)城市的供電及通信根底網(wǎng)絡(luò)。2.2城市路燈系統(tǒng)的管理與應(yīng)用現(xiàn)狀2.2.1城市路燈系統(tǒng)的管理現(xiàn)狀路燈的管理和控制系統(tǒng)的開(kāi)展大致分為三個(gè)過(guò)程：人工控制階段，機(jī)械控制階段和計(jì)算機(jī)控制階段。現(xiàn)代化的路燈監(jiān)控系統(tǒng)可以借助現(xiàn)有的通訊效勞平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙控、遙信“三遙〞路燈數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控[1]。從上個(gè)世紀(jì)90年代開(kāi)始，西方興旺國(guó)家代就開(kāi)始從事智能照明系統(tǒng)的研發(fā)，已經(jīng)積累了豐富的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和成功案例。比方新加坡、法國(guó)和瑞士已經(jīng)采用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)路燈的自動(dòng)化監(jiān)控，德國(guó)ABB公司基于I-BUS總線(xiàn)研發(fā)的路燈控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)路燈的集中開(kāi)關(guān)控制；日本的松下公司基于HBS的協(xié)議研發(fā)了智能燈具和相應(yīng)的管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了燈具的智能化遠(yuǎn)程控制[2]。國(guó)外在路燈監(jiān)控領(lǐng)域的技術(shù)特點(diǎn)大致表達(dá)在以下幾個(gè)方面：監(jiān)控策略的現(xiàn)代化；信息承載方式的現(xiàn)代化，管理系統(tǒng)的現(xiàn)代化。首先，監(jiān)控策略的現(xiàn)代化表達(dá)在由集中控制模式開(kāi)展到精確的場(chǎng)景及行為分析階段。路燈控制的“三遙〞模式在國(guó)外已經(jīng)非常成熟，很多國(guó)家都制定了專(zhuān)門(mén)針對(duì)路燈的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在集中控制的根底上，現(xiàn)代的路燈控制策略更加關(guān)注場(chǎng)景及行為分析的功能。比方：自適應(yīng)的光照感知功能、根據(jù)日升日落時(shí)間的自動(dòng)開(kāi)關(guān)及調(diào)光功能，車(chē)流及人流分析功能等等，而且針對(duì)繁華街路，偏僻街路及高速公路均有不同的監(jiān)控策略，一方面是路燈的控制更加的人性化，另一方面也進(jìn)一步節(jié)約了能源[3]。我國(guó)的路燈監(jiān)控系統(tǒng)大致經(jīng)歷了與國(guó)外相似的開(kāi)展過(guò)程，目前還處于一個(gè)不斷開(kāi)展的階段。與國(guó)外相比，我們目前的管理模式和管理手段還比擬落后，絕大局部的城市還不沒(méi)有路燈監(jiān)控系統(tǒng)，雖然在一些大中城市實(shí)現(xiàn)了路燈開(kāi)關(guān)的集中控制，但其靈活性很差，不能根據(jù)環(huán)境因素的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)的時(shí)間，更沒(méi)有路燈亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，應(yīng)對(duì)特殊極端天氣的能力較差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)路燈狀態(tài)的自動(dòng)監(jiān)控，路燈出現(xiàn)故障后維護(hù)效率低實(shí)時(shí)性差等問(wèn)題。這些缺乏一方面造成了能源和人力資源的極大浪費(fèi)，另一方面也無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代化城市開(kāi)展的需求[4,5]。2.2.2城市路燈系統(tǒng)的智慧應(yīng)用利用智慧城市研究成果，開(kāi)展城市道路智慧照明研究，是當(dāng)今道路照明開(kāi)展的趨勢(shì)和特征。目前，國(guó)內(nèi)外照明企業(yè)和照明科技工作者都在研究智慧照明，但研究成果主要表達(dá)在硬件上。例如:研制出不少遠(yuǎn)程道路照明控制平臺(tái)，像飛利浦和愛(ài)立信公司推出了聯(lián)網(wǎng)路燈系統(tǒng)。安徽合肥采用互聯(lián)網(wǎng)和路燈的城市道路智慧照明系統(tǒng)，對(duì)全市17萬(wàn)盞路燈進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。這樣的成果不斷涌現(xiàn)，引起了照明工程理論工作者高度重視。2023年，在丹麥阿爾貝特斯隆舉辦的“顯微鏡下的城市〞國(guó)際研討會(huì)上，有學(xué)者介紹了利用太陽(yáng)能和風(fēng)能，以及采用LED節(jié)能光源的城市智慧照明實(shí)際工程案例，并展示了位于丹麥Hersted工業(yè)區(qū)長(zhǎng)約10km的生活試驗(yàn)區(qū)，該工程采用了裝有廣角紅外攝像頭的智慧路燈系統(tǒng)，能監(jiān)控過(guò)往的車(chē)輛、行人以及小動(dòng)物。無(wú)人時(shí)，路燈保持低亮度;有人時(shí)，路燈提前升高亮度，從而使城市道路照明更加人性化，并有效節(jié)能。2023年杭州已經(jīng)試點(diǎn)智能路燈桿，WIFI熱點(diǎn)被安裝在城市隨處可見(jiàn)的路燈桿上，一同被裝備給路燈桿的還有充電樁、視頻探頭等設(shè)備。試點(diǎn)的路燈桿數(shù)量上規(guī)模后，杭州市還考慮開(kāi)通充電箱的電子支付，市民卡支付等功能。杭州市對(duì)智能路燈桿的試點(diǎn)讓城市里均勻分布的路燈桿成為智慧城管物聯(lián)網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn)。3總體方案設(shè)計(jì)3.1基于城市路燈系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)結(jié)合路燈最為主要的物聯(lián)網(wǎng)價(jià)值，對(duì)現(xiàn)有城市路燈實(shí)行升級(jí)，就可以方便快捷地建立起覆蓋范圍足夠廣的信息感知網(wǎng)，從而建立實(shí)現(xiàn)智慧城市的物聯(lián)網(wǎng)根底網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。新型的物聯(lián)網(wǎng)路燈除去單純的照明功能外，通過(guò)整合各種傳感器技術(shù)，能夠同時(shí)具備信息感知、收集、傳遞、處理等多種功能，、一個(gè)典型的物聯(lián)網(wǎng)路燈如圖1所示。圖1典型物聯(lián)網(wǎng)路燈組成示意圖物聯(lián)網(wǎng)路燈主要由中央處理模塊，通信模塊，電源模塊，路燈控制模塊，傳感器模塊及信息發(fā)布及通信接人模塊等幾局部組成。所選擇的通信方式及通信模塊作為建設(shè)整個(gè)基于路燈的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵，優(yōu)先選擇電力載波技術(shù)，主要是因?yàn)槠涿獠季€(xiàn)、低本錢(qián)、便于統(tǒng)一管理等特性。物聯(lián)網(wǎng)路燈內(nèi)部的控制及監(jiān)測(cè)模塊用于對(duì)路燈本身進(jìn)行調(diào)光和工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能照明。傳感器模塊那么按照應(yīng)用分為環(huán)境監(jiān)測(cè)、設(shè)施監(jiān)測(cè)、智能交通應(yīng)用、信息發(fā)布及通信接人等幾類(lèi)。在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)路燈中，中央處理模塊、通信模塊、電源模塊必須具備，而傳感器模塊那么可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要進(jìn)行選擇和組合。為實(shí)現(xiàn)通過(guò)路燈實(shí)現(xiàn)城市物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，就必須要將所有的物聯(lián)網(wǎng)路燈整合到一個(gè)平臺(tái)上，而該平臺(tái)由三個(gè)局部組成，包括物聯(lián)網(wǎng)路燈，現(xiàn)場(chǎng)智能基站和統(tǒng)一的效勞平臺(tái)。物聯(lián)網(wǎng)路燈通過(guò)接入的各類(lèi)傳感器對(duì)所覆蓋范圍內(nèi)的環(huán)境、設(shè)施等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及處理，并借由路燈供電電纜通過(guò)電力線(xiàn)載波通信方式傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)智能基站。現(xiàn)場(chǎng)智能基站收集相應(yīng)數(shù)據(jù)后執(zhí)行相應(yīng)本地策略并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到效勞平臺(tái)。效勞平臺(tái)通過(guò)INTERNET與現(xiàn)場(chǎng)智能基站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，可以根據(jù)數(shù)據(jù)采集的需要，控制相應(yīng)傳感器的開(kāi)啟與關(guān)閉，也可以根據(jù)與照明相關(guān)的傳感器信息控制路燈的工作狀態(tài)。同時(shí)，效勞平臺(tái)可以聚集路燈采集的相應(yīng)傳感器數(shù)據(jù)，并加以分析處理，實(shí)現(xiàn)各種智慧城市所需要的應(yīng)用，如下列圖2所示。圖2基于路燈的城市物聯(lián)網(wǎng)體系3.2系統(tǒng)的硬件組成本方案設(shè)計(jì)了如圖3所示的路燈體系硬件架構(gòu)圖，系統(tǒng)硬件架構(gòu)主要分為三層，底層是數(shù)據(jù)采集和控制層，中間層為網(wǎng)絡(luò)通信層，上層為系統(tǒng)監(jiān)控中心，構(gòu)成了分布式無(wú)線(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控的自動(dòng)化“三遙〞功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈系統(tǒng)的遙測(cè)變量參數(shù)、遙信設(shè)備狀態(tài)信息、遙控路燈啟／閉、調(diào)光。該設(shè)計(jì)目的在于保證信息實(shí)時(shí)性、操作可視化和管理的科學(xué)性。圖3路燈體系硬件架構(gòu)圖4技術(shù)方案分析4.1智能照明傳統(tǒng)路燈照明能耗巨大，除去路燈光源本身的能耗問(wèn)題外，沒(méi)有合理的管理方式與手段也是造成能源浪費(fèi)的重要原因之一。通過(guò)路燈內(nèi)置的控制器，可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的按需照明和精細(xì)化管理。通過(guò)紅外、車(chē)流車(chē)速、亮度傳感器的共同工作，按照路面照度狀況及道路上車(chē)流、人流的情況，調(diào)整每一盞路燈的合理開(kāi)閉時(shí)間及亮度等級(jí)，保證道路交通平安的同時(shí)，到達(dá)最優(yōu)的能源使用效率，如圖4所示。同時(shí)通過(guò)電力載波通信，將路燈的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)及故障狀態(tài)上傳到效勞平臺(tái)，使得路燈管理部門(mén)對(duì)整個(gè)城市路燈的運(yùn)行狀態(tài)一目了然，減少日常巡燈的投入的同時(shí)，大幅度提高城市路燈的精細(xì)化、科學(xué)化管理水平。圖4路燈智能照明示意圖4.2智能交通及位置效勞在智能交通系統(tǒng)中，各類(lèi)交通信息采集傳感器均面臨安裝位置限制、分布廣度與深度、低本錢(qián)建設(shè)等問(wèn)題，而此也直接影響到交通信息采集的完整性和實(shí)時(shí)性。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)路燈上安裝的紅外、微波、視頻等傳感器，可以低本錢(qián)且快速覆蓋對(duì)道路、公交車(chē)站、停車(chē)場(chǎng)的車(chē)輛情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)路燈效勞平臺(tái)向交通信息中心提供實(shí)時(shí)交通信息，這些信息通過(guò)處理后，向交通參與者提供各類(lèi)完善的實(shí)時(shí)道路交通信息。在類(lèi)似的應(yīng)用中，英國(guó)劍橋大學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室正試圖利用路燈來(lái)實(shí)施一個(gè)名為“交通信息監(jiān)控環(huán)境〞(TransportInformationMonitoringEnvironment〕的研究方案，其在路燈上裝設(shè)紅外線(xiàn)傳感器，來(lái)監(jiān)測(cè)交通流量。隨著RFID技術(shù)的開(kāi)展，車(chē)載電子標(biāo)簽(OBU，OnBoardUnit)工程在國(guó)內(nèi)多個(gè)城市進(jìn)行試點(diǎn)，作為其中重要的組成局部，路側(cè)控制單元(RSU，RoadSideUnit)通過(guò)專(zhuān)用短程無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)來(lái)完成與行駛車(chē)輛上安裝的OBU設(shè)備進(jìn)行通信。車(chē)載電子標(biāo)簽存有車(chē)輛的標(biāo)識(shí)碼和其他有關(guān)車(chē)輛屬性的數(shù)據(jù)，當(dāng)車(chē)輛進(jìn)人RSU的識(shí)別區(qū)時(shí)，能將這些數(shù)據(jù)傳送給RSU，起到車(chē)輛身份認(rèn)證的作用，同時(shí)，也可接受、記錄由RSU發(fā)送的有關(guān)數(shù)據(jù)。RSU目前主要使用在ETC(電子收費(fèi)系統(tǒng))中，而隨著車(chē)載電子標(biāo)簽的逐步推廣，在路燈上部署RSU將能夠極大推動(dòng)智能交通的開(kāi)展，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交通信息的采集、車(chē)輛定位與跟蹤、車(chē)輛防盜、特種車(chē)輛管理等多種極具價(jià)值的應(yīng)用。由此可見(jiàn)，大規(guī)模部署物聯(lián)網(wǎng)路燈網(wǎng)絡(luò)，將可提供實(shí)時(shí)性、免費(fèi)的交通管制信息或路況訊息，甚至為城市規(guī)劃者提供長(zhǎng)期性的觀測(cè)信息，以協(xié)助政策制定。因此路燈除了照明作用，也將成為改善城市環(huán)境的生力軍。物聯(lián)網(wǎng)路燈能通過(guò)整合各種智能傳感器設(shè)備完成對(duì)交通信息的感知與獲取。而在另一個(gè)層面，由于路燈本身具有的精確位置信息，通過(guò)藍(lán)牙、WlFI、甚至是專(zhuān)用短程無(wú)線(xiàn)通信向周邊車(chē)輛、行人發(fā)布其位置信息，將能夠?qū)Ω鞣N基于位置的效勞提供更為精確的解決方案。在現(xiàn)有的定位及導(dǎo)航系統(tǒng)中通常采用的GPS技術(shù)，由于易受天氣，建筑遮擋等因素的影響，在某些區(qū)域存在較大的誤差，而通過(guò)與物聯(lián)網(wǎng)路燈所提供的位置信標(biāo)功能相結(jié)合，將能夠提升如智能公交的電子站牌系統(tǒng)等現(xiàn)有許多應(yīng)用的用戶(hù)體驗(yàn)。如果同時(shí)在該信標(biāo)功能中參加實(shí)時(shí)信息發(fā)布，其想象空間將進(jìn)一步放大。例如英國(guó)一家名為L(zhǎng)astMileCommunications的公司通過(guò)在路燈上加裝無(wú)線(xiàn)AP和閃存記憶體，向路人提供覆蓋范圍極廣的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接人，而內(nèi)置閃存那么記錄了附近旅店、餐廳的地址及營(yíng)業(yè)詳情，方便路人查閱。在緊急情況下，如火災(zāi)，消防隊(duì)員可以在到達(dá)失火地點(diǎn)第一時(shí)間得到周?chē)鹚ǚ植家约皞溆盟辞闆r，有效提高了撲救效率。圖5路燈實(shí)現(xiàn)智能交通及位置效勞4.3城市平安與設(shè)施管理在目前的城市公共設(shè)施管理中，還有許多設(shè)施的數(shù)量及管理難度非常大，例如道路井蓋、名貴樹(shù)木、指示牌等。而在這些設(shè)施的管理僅能依靠巡查和市民反應(yīng)。在基于路燈的城市物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，每一個(gè)該類(lèi)部件大局部分布在路燈周邊，通過(guò)低功耗傳感器技術(shù)及RFID技術(shù)，即可輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)其的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和快速報(bào)警，極大的提高城市管理者的主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、全面感知能力。而通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)路燈內(nèi)置的攝像頭等傳感器設(shè)備，也能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)照明范圍內(nèi)車(chē)輛、行人情況，就此建立覆蓋全城市的安防系統(tǒng)。圖6路燈實(shí)現(xiàn)城市平安與設(shè)施管理4.4環(huán)境監(jiān)測(cè)與災(zāi)害預(yù)警通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)路燈內(nèi)置的溫度、濕度、煙霧、能見(jiàn)度、空氣污染、噪聲等傳感器，能夠快速建立覆蓋全城市的環(huán)境監(jiān)測(cè)平臺(tái)。而沿道路周邊的橋梁、隧道、山體等處加裝各類(lèi)傳感器，也能為城市的整體災(zāi)害預(yù)警提供低本錢(qián)、高覆蓋的解決方案。而這些數(shù)據(jù)的匯總分析，將能為城市管理者提供詳盡的決策參考和快速響應(yīng)。例如，英國(guó)威斯敏斯特議會(huì)就準(zhǔn)備在路燈中安裝噪聲傳感器，以便監(jiān)測(cè)那些過(guò)于吵鬧的環(huán)境。4.5移動(dòng)通信與熱點(diǎn)覆蓋考慮到下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)不僅要求比第3代移動(dòng)通信系統(tǒng)具有更快的傳輸速率、更大的系統(tǒng)容量和更高的頻譜利用率，還要考慮更低的功率消耗、更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境(面臨多種通信網(wǎng)絡(luò)體制的共存)等問(wèn)題，尤其要徹底解決移動(dòng)通信開(kāi)展過(guò)程中的4個(gè)根本性問(wèn)題：基站選址困難問(wèn)題，輻射功率大的問(wèn)題，傳統(tǒng)基站周?chē)鷱?qiáng)輻射問(wèn)題，5GHz以下的無(wú)線(xiàn)電頻譜相當(dāng)昂貴。[6-8]由于路燈已覆蓋整個(gè)城市，只要用戶(hù)身在城市中，就有一盞路燈離其很近。將無(wú)線(xiàn)接人點(diǎn)集成在路燈中，將能夠組成具有信息收發(fā)功能的路燈。基于路燈的無(wú)線(xiàn)接入場(chǎng)景如圖5所示，路燈作為無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)，終端、車(chē)載臺(tái)等通過(guò)周?chē)亩鄠€(gè)路燈接入點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)。路燈接人點(diǎn)通過(guò)電力線(xiàn)中心信號(hào)處理器相連，實(shí)現(xiàn)與主干網(wǎng)的通信。這種分布式基站結(jié)構(gòu)將較好地解決移動(dòng)通信開(kāi)展過(guò)程中的4個(gè)根本性問(wèn)題，并具有自身的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)[9]。圖7路燈系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)西東通信與熱點(diǎn)覆蓋5方案的優(yōu)越性和前景本文針對(duì)智慧城市快速開(kāi)展的趨勢(shì)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有路燈的重新定位與改造，集合智能傳感器技術(shù)、電力載波通信技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，那么可方便快速的建設(shè)覆蓋廣、容納終端數(shù)量多、本錢(qián)低、智能化程度高的城市物聯(lián)網(wǎng)根底平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物的主動(dòng)式管理、可以廣域開(kāi)環(huán)運(yùn)行、可信可靠，并便于復(fù)制且低本錢(qián)運(yùn)營(yíng)。在此城市物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)根底上實(shí)現(xiàn)智能照明、智能交通、環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市平安、無(wú)線(xiàn)城市等多個(gè)智慧應(yīng)用。更為重要的是，基于路燈的城市物聯(lián)網(wǎng)作為智慧城市建設(shè)的一個(gè)全新視角，最大的借鑒意義表達(dá)在通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的角度來(lái)重新認(rèn)知原有的城市資源，并借助其特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)開(kāi)展的智慧城市應(yīng)用。例如，基于城市路燈的大數(shù)量規(guī)律分布可以快速部署各種信息采集終端，借助多種通信技術(shù)及路燈現(xiàn)成供電網(wǎng)絡(luò)可低本錢(qián)實(shí)現(xiàn)覆蓋整個(gè)城市的的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，城市路燈的原有專(zhuān)業(yè)維護(hù)效勞可以保障其穩(wěn)定與可靠運(yùn)行．而在此根底上可快速實(shí)現(xiàn)多種跨行業(yè)整合應(yīng)用與效勞。可見(jiàn)，充分認(rèn)知并發(fā)揮原有城市資源的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，對(duì)于促進(jìn)智慧城市的建設(shè)與開(kāi)展具備極大價(jià)值與意義。6小結(jié)隨著物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)的開(kāi)展，對(duì)于城市道路管理的重要組成局部---道路路燈的管理，從簡(jiǎn)單的照明功能也進(jìn)行了延伸。路燈已經(jīng)不止是一個(gè)簡(jiǎn)單的照明，而是未來(lái)智慧城市道路綜合管理的末梢，承載了節(jié)能、安防、便民等多種的用途。作為未來(lái)智慧城市神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的末梢，路燈網(wǎng)絡(luò)天然具有了落地快、覆蓋全、電力和電信網(wǎng)絡(luò)易于到位等優(yōu)勢(shì)，除了承載節(jié)能、便民、wifi、監(jiān)控定位等用途外，還可以開(kāi)發(fā)多種基于智慧城市的智能應(yīng)用。相信隨著產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)一步成熟，相應(yīng)的技術(shù)也將逐步邁向成熟。參考目錄[1]YousefKM,Al-KarakiJN,ShatnawiAM.IntelligentTrafficLightFlowControlSystemUsingWirelessSensorsNetworks[J].JournalofInformationScience&Engineering,2023,26(3).[2]ZhouB,CaoJ,ZengX,etal.Adaptivetr