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物联网布点及供电问题解决方案

时间：2018-01-22 15:03来源：电子技术应用网

摘要：根据Philip市场调查，目前全球路灯安装系统只有1％具备联网功能，但平均每年复合成长率则达16％。

随着物联网（IOT）、云计算等新一代信息技术广泛应用，及智慧城市节能与环境永续趋势带动，城市路灯开始加入传感器，具备连网、收集、分析周围环境、交通信息，转变成智能路灯。根据调研机构 Northeast Group 资料，2016年全球路灯市场规模约3.15亿盏，至2026年将成长达3.59亿盏路灯，而 LED 路灯与智能路灯市场规模将会高达695亿美元。另根据 Philip 市场调查，目前全球路灯安装系统只有1％具备联网功能，但平均每年复合成长率则达16％。
 
解决物联网布点及供电问题
智慧城市充分运用感测、移动网络与云计算等技术，整合城市关键信息并进行分析，以解决交通环境、公共安全、工商业服务等需求，因此需要一个信息收集、处理的物联网终端设备，而路灯具有位置优势及供电系统两大优势，可解决物联网设备的两个最大问题：布点及供电。
 
 
然而，智能路灯应用于户外照明，范围广、数量多，若采用 ZigBee 等短距离传输，受限覆盖范围小、需布署大量网关及设备维护成本，而以传统2G／3G／4G 网络来做物联网 M2M 传输虽覆盖距离广，但也不满足 IOT 设备低功耗、低成本的要求。因此低功耗广域网（LPWA）技术应运而生，LPWA 有远距离通信、低速率数据传输和低功耗3大特点，适合远距离传输、通信数据量很少、需电池供电的物联网应用。
 
目前已有 LPWA 应用于智能路灯案例，Telensa 在英国埃塞克斯郡建立涵盖13万盏智能路灯、使用户外无线单灯控制系统的网络（PLANet），由于 PLANet 以 LPWA 传输数据，并根据多种因素灵活调节光照，达到节能省电，此外 Telensa 在路灯上也布有传感器可知车辆出入状况，驾驶人能利用此服务得知附近是否还有停车位，让路灯达到便利交通、节省能源，甚至协助警方办案，预估 LPWA 将逐渐应用于智能路灯。
 
另一个例子是思科在2014年与美国密苏里州堪萨斯市讨论规划10年、共1，500万美元的智慧城市基础建设计划，并于2016年正式启动第一阶段。思科于市中心安装125座智能路灯，可较传统路灯节能达8成，未来堪萨斯市可利用智能路灯等智慧城市基础建设增加营收，例如：在停车位地面安装智慧传感器，让智能路灯引导驾驶到空位，传感器会自动计时计费，驾驶亦可透过app在线付费。
 
对城市而言，建设智能路灯具有明显优点，包括覆盖广、节能省电、远程监控路况、侦测城市环境以及运用于交通、安全等应用，但许多城市将信息储存于云端，网络安全成为须考虑的问题，另外，越来越多传感器安装于智能路灯之上，如录像监控、声音传感器等，可能使民众隐私疑虑成为另外一个问题，因此厂商在设计时间就必须注意可能涉及的隐私议题。
 
此外，智能路灯的建置还需考虑经费来源和拥有权的结构、基础设施是否委外管理等因素，而不能一昧将各种传感器或额外功能加装于路灯之上，如让路灯身兼电动车充电站、免费无线上网热点、录像监控等。智慧城市在不同国家、不同应用场景的需求不一样，面临的问题也不一样，在建设智能路灯时，每座城市都必须个案评估，才能解决城市中的实际问题，也才能让智能路灯的效益发挥最大功效。
 
软硬整合发展产品转向服务
物联网装置生命周期往往很长，一旦购买安装之后，将长时间使用、不易汰旧换新，透过提供订制化和创新的服务发挥物联网价值，才能发挥更多的加值功能和应用，对于智能路灯业者而言，如何在保证分享到硬件销售收益外，也能在软件及服务方面有所收益，是必须思考的课题之一。
 
例如美商通用由硬件产品销售转向服务导向的商业模式发展，智能路灯不只是赚取设备费用，而是掌握透过路灯所收集的各种数据，而地方政府欲使用数据发展城市解决方案，还是要支付通用数据处理服务费用。此外，通用提供新创业者免费使用路灯相关数据60天，让他们研发智慧城市应用，如后续欲持续使用数据再进行收费，借此吸引各方参与、快速扩大用户基础与发展城市应用。
 
因此，智能路灯产业应思考借助软硬整合发展产品转向服务的商业模式，可与政府、学研与新创公司组成生态体系，利用路灯收集、分析数据与信息回馈，创造各种智慧服务达到多赢局面。
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