随着人类社会的不断发展，未来城市将承载越来越多的人口。目前，我国正处于城镇化加速发展的时期，部分地区“城市病”问题日益严峻。为解决城市发展难题，实现城市可持续发展，建设智慧城市已成为当今世界城市发展不可逆转的历史潮流。

建设智慧城市的目的是为了使城镇设施更加智能、服务更加便捷、管理更加精细，有效提高城镇化发展质量和水平。建设过程中，通过物联网、云计算、大数据等新一代信息技术创新应用已经成为主流。本次，笔者将围绕物联网在智慧城市中的智能路灯方面展开解读，分析其应用场景及行业痛点。

管理与维护难成为智能路灯领域核心痛点

随着万物感知、智能互联时代的到来，智能路灯互联的需求越来越旺盛。来自相关研究结构的一项数据显示，到2025年，智能路灯改造的市场空间将达到91亿美金。目前，智能路灯领域面临的挑战主要有：

一.管理：如何让路灯便捷高效、安全可靠地连入网络;

二.维护：如何基于单灯定位和大数据做预防性维护;

三.能耗：如何节能减排，减少路灯能耗;

四.建设：如何用路灯构建平台，平滑演进到智慧城市。

目前，路灯的接入解决方案主要是基于PLC/Zigbee等协议控制的两套方案，但却存在以下问题：

一.安全可靠差：小众协议易受攻击、覆盖差、干扰大;

二.建设成本高：需自建网络及平台;

三.运维难度大：单灯定位难，排障需靠人工、投诉或巡查式维护。

基于NB-IOT的解决方案显著解决以上痛点

对于路灯行业，业主方要求的是每年的亮灯率，而运营方关注耗电情况，因此既需要保证照明也要合理省电。除对路灯光源进行技术改进外，对路灯使用情况也要进行远程控制及排障，因此现阶段路灯智能化改造不仅需要单个路灯状态的周期上报，也需要能够进行远程控制，要求路灯具备五遥的功能：遥测、遥信、遥控、遥调和遥视。

基于NB-IoT的智能路灯方案可以实现路灯“五遥”的功能，包括NB-IoT模块、控制模块、供电模块和电能计量模块四个部分。供电模块通过交流电给LED灯供电，NB-IoT通信模块可以实现与服务器进行通信，通过控制模块进行路灯的控制调节以及数据、信息的上报，同时电能计量模块可以计算单个路灯的用灯量。

基于NB-IoT的智能路灯方案具有以下优势：

一.便捷网络：统一连接公网;

二.统一标准：3GPP标准，统一产业链;

三.安全可靠：电信级防护，通信成功率99%;

四.单灯定位：天然单灯定位，远程自动控制;

五.预防性维护：大数据式，运维成本降低50%。

基于以上方案，目前在实际应用中实现的功能有：

一.采用分时功率控制，例如日落后人车较多，100%亮度;晚上人车较少，50%亮度;午夜后，借道几乎无人车，50%亮度，间隔亮灯;

二.结合经纬度、日照时间智能算法自动调节;

三.单灯故障检测并上报，降低维护成本。

展望：智能路灯有望大幅节约电量

城市道路照明是城市公共设施的重要组成部分，在公路、借道、小区、公园等公共区域无处不在。而随着城镇化建设的推进，城市道路照明路灯的数量越来越多，能耗越来越高，供电趋于紧张。目前，国内路灯数量约3200万。预计到2020年，国内路灯保存量将达5000万盏。

传统路灯一般以钠灯为主，能耗高且损耗大。使用LED路灯可降低耗电量，综合节能率达到50%以上，如果再经过NB-IoT智能路灯方案改造，LED灯的综合节能率可达到70%以上。根据国家统计局数据显示，中国2015年发电量为5.618万亿千瓦时，道路照明用电量约占9%，即5056亿千瓦时。考虑到我国城市道路LED智慧照明工程的渗透率还很低，如果我国路灯全部经过NB-IoT/eMTC智能路灯方案智能改造，以20%平均节电率计算，则每年可节约电量将超过1000亿度。

目前，相对于NB-IoT，LoRa是当前最成熟、稳定的窄带物联网通讯技术，其自由组网的私有网络远优于运营商持续不断收费的NB网络，且LoRa一次组网终身不需缴费。但是应用LoRa进行物联网通讯开发难度大、周期长、进入门槛高。

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