哈文
大连路灯设计安装工程有限责任公司 辽宁大连116000
摘要：在智能道路照明领域，各种物联网通信技术共存，终端控制器和电源选项的多样，机械设计和形状的多样化已成为大规模推广的瓶颈。本文对于物联网技术在智能道路照明领域的应用与标准转化进行分析研究，以在产业链中实现制造商，终端控制器和中央管理系统之间互连和标准化。
关键词：物联网技术；智能道路照明；应用；标准转化
前言
智能道路照明领域的研究结果表明，目前与多种通信技术[1]（例如PLC等有线通信方法、LoRa、NB-IoT（窄带物联网）等无线通信方法）共存；终端控制器集成有多种电源选项，机械设计和形状更加多样化。在推广和应用中，终端控制器的机械接口、电气接口和通讯（软件）接口不同，给用户在确定方案，选择产品以及后续的操作和维护方面造成很大的问题。对于制造商而言，市场上的促销成本高，难以大规模生产。 因此，有必要促进物联网技术在智能道路照明领域的应用与标准转化。
1.物联网技术在智能道路照明领域的应用与标准转化的优势
1.1遵守国家政策并改善产业链
NB-IoT（窄带物联网）作为物联网时代的关键技术，受到国家政策的支持。工信部在国家层面全面促进了NB-IoT（窄带物联网）基础设施的创建和应用。电信设备运营商和供应商正在积极促进网络建设和设备支持。芯片、模组和应用商不断进行投资，并为NB-IoT（窄带物联网）应用程序创造了良好的环境。以智能道路照明中的NB-IoT（窄带物联网）为例，产业链主要是由NB-IoT（窄带物联网）芯片、NB-IoT（窄带物联网）模块、终端控制器、LED电源、LED模块、运营商网络、平台和中央控制系统组成。在NB-IoT（窄带物联网）应用的环境领域中，制造商如NB-IoT（窄带物联网）芯片的华为海思，NB-IoT（窄带物联网）模块的上海移远和终端控制器和中央控制系统的比弦、 LED电源的英飞特，以及运营商包括中国电信、中国移动和中国联通等都积极参与其中。
1.2系统总成本低，可以实现互联互通
就产品成本而言，NB-IoT（窄带物联网）标准支持的智能终端路灯控制器和LED电源的总成本比传统AC解决方案低约10%。主要与互联互通的实施有关，在备件方面有更多选择，维护也更容易。基于NB-IoT（窄带物联网）技术，通过终端控制器、LED电源、物联网平台和中央控制系统的标准化，终端控制器与LED电源、灯具之间的机械接口、电气接口和通信（软件）接口进行互联互通，极大地提高了其适应性。
1.3良好的通信质量，安全可靠的数据
NB-IoT（窄带物联网）信号强，可在允许的频谱内运行，不受外部干扰且连接稳定，网络访问成功率可以达到99.9%；运营商维护通讯网络，快速响应并排除故障；数据可以在频谱中传输并存储在运营商的物联网平台上，这大大提高了安全性和可靠性。
1.4智能控制，数据采集，降低运行维护成本
智能控制单个路灯和路灯组，例如默认、调度、实时照明切换和实时调光、实时灯状态查询、系统故障警报和远程故障检测，自动收集系统数据以进行管理；通过智能控制，可以实现二次节能15%到30%，并且可以将运行控制、手动检查和故障排除等运行和维护成本降低约50%。
2.物联网技术智能道路照明领域的应用与标准转化系统结构与发展
2.1物联网技术在智能道路照明的主要标准技术
（1）终端控制器：根据终端控制器和电源的集成差异，可以将其分为集成解决方案、AC解决方案和DC解决方案。因为终端控制器必须与控制系统平台一起使用，所以大多数制造商和销售公司都是互联网或物联网公司。这些公司在防雷击浪涌保护、防水、高低温耐受性以及室外终端控制器所需的其他技术方面的积累相对较少。户外大功率LED电源具有很高的技术门槛，提供完整的终端解决方案的控制器制造商数量很少，因此交流和直流解决方案已成为制造商的主要选择。
（2）基于NB-IoT（窄带物联网）的通信接口：中央控制系统通过物联网平台和终端控制器对道路照明设备的连接和状态进行统一控制。基于NB-IoT（窄带物联网）的终端控制器通过物联网平台与中央控制系统进行交互。
（3）机械接口：机械接口主要是各类设备之间的结构，比如终端控制器和灯具、LED电源和灯具等，必须保证连接牢靠。
（4）电气接口：电气接口主要是各类设备之间的电气连接，比如终端控制器与LED电源等。
2.2智能道路照明系统结构
（1）基础服务模块：基础服务模块是指使用物联网技术创建智能道路照明系统所需的基本模块。智能道路照明系统可以根据不同的时间段调节照明，可以根据需要使用隔盏照明，以满足照明需求并节省能源。这种照明方法可以消除传统路灯的弊端，具有很大的实用价值。一方面，路灯是否开启不仅是时间控制的，而且可以根据实际情况进行调整，另一方面，还可以有效地节省能源，减少对城市照明的资本投资，减少碳排放，并保护城市环境。
（2）其他服务模块：一些增值服务也可以集成到智能道路照明系统中，该系统可以大致分为三个方面。首先，对于城市居民而言，可以使用各种传感器和其他设备来实现实时信息广播，提供城市Wi-Fi并为居民提供便利充电服务，从而有效提高城市公用事业的质量并确保居民生活的便利和幸福。其次，对于市政府来说，根据路灯杆的定位系统，可以实现对社会公共资源的有效管理。在路灯柱上安装摄像头，以改善城市监视和管理，并为公共安全服务提供可靠的视频监视信息。最后，对于研发部门，可以为运输和汽车研发部门提供可靠的数据支持，并协助测试新能源汽车和自动驾驶汽车。实际上，智能道路照明系统还具有许多其他功能，符合物联网技术的包容性，可以将其他设备不断添加到系统中，以不断改进系统功能，可有效节省公共空间资源。
2.3发展趋势与经济学
以100个路灯为例，根据相同照明条件下智能控制系统与非智能控制系统在照明条件，功耗、灯具寿命和环保方面的比较可以看出，智能道路照明系统的节能率约为47.5%，可以在满足照明要求的同时，显着节省能源，减少二氧化碳排放。因此，基于物联网技术的城市智能道路照明系统具有广阔的发展前景。将智慧城市逐步引入城市的各个基础设施，可以为居民提供良好的生活环境，充分满足居民的日常需求，不断提高居民的幸福感，打造环境友好的现代城市。
结束语：
本文分析基于物联网的智能城市道路照明的应用与标准转化，并对功能和经济性进行了分析。城市道路照明是城市基础设施的重要组成部分，不仅可以为居民的日常生活提供便利，而且是现代城市发展的象征。NB-IoT（窄带物联网）在智能道路照明领域的应用引起了人们的关注。在深入研究的基础上，通过对终端控制器的机械接口，电气接口和通信接口（软件）进行标准化，实现了产业链中各个环节的制造商与终端控制器和中央控制系统之间的互联互通，有助于提高工业化水平，并为质量控制提供技术基础。
参考文献
[1]杨佳卉，黄浩，胡永明，等.基于NB-IoT（窄带物联网）的LED照明灯远程监控系统设计与实现[J].物联网技术，2018，8（6）：47-49.
[2]姚伟，李绍峰，吴燕.NB-IoT（窄带物联网）通信技术在智慧照明的应用[J].电子世界，2018，40（13）：170.
[3]国家半导体照明工程研发及产业联盟，中国照明学会.基于窄带物联网（NB-IoT（窄带物联网））的道路照明智能控制系统技术规范：T/CSA052-2018/CIES075-2017[S].北京，2018.