浦東軟件園張江園區內,綠樹成蔭,小徑曲折,兩旁的路燈就藏在這一片綠意之中。記者跟隨著技術人員來到園區內,只見他們在電腦屏幕上點點鼠標,相應編號的路燈就亮了起來,而且可以選擇燈光的亮度,是100%亮度、80%亮度、50%亮度,或是30%亮度。實際上,燈光也可以根據外部環境的變化自行開關和調節亮度,如在雨天清晨,比不上晴日里的大亮,路燈也會自動延遲關燈時間,如在暗度更重時,會加大燈光的亮度。這些路燈非比尋常,它們比平常的路燈顯得更“聰明”,這就是NB-IoT智能路燈。現在采用了NB-IoT物聯網技術的智能路燈已經完成部署并投入運營,這是上海首例落地實施的NB-IoT智能路燈應用項目。
這里的路燈“不尋常”
7月18日,首盞NB-IoT智能路燈走出了實驗室,經過了浦東局人員和合作伙伴人士連續幾個小時的緊張忙碌,這天晚上NB-IoT智能路燈順利地亮了起來。在大伙兒看來,這盞路燈格外亮。
事實上的確如此,NB-IoT智能路燈沒有使用傳統的鈉燈,而是用上了LED燈,雖然功率只有傳統鈉燈的三分之一,但是亮度卻是前者的兩倍,這體現出NB-IoT智能路燈在節能環保上更具優勢。
現在,園區內已經部署了近二十盞NB-IoT智能路燈。項目實施合作方瓴泰科技專門就NB-IoT智能路燈和傳統路燈的節能效應進行對比,結果令人滿意,節能效果在50%左右。而且這只是最直接的節能效應,相比傳統路燈,NB-IoT智能路燈可以進行更精準的調控,由此也會帶來15-20%的節能效果。
在浦東軟件園的“智慧園區全景指揮中心”屏幕上,能夠顯示出每盞NB-IoT智能路燈運營狀態;包括電壓、電流、功率等信息,通過簡單操作可以對智能路燈進行分組管理和單獨管理,比如控制某些路燈在單號天數亮燈,另一些路燈在雙號天數亮燈,或者路燈能夠根據天黑的程度自行調節亮度。當然,對某盞路燈進行單獨管理也是輕而易舉,關或開,或者在重點路段增強亮度。智能路燈出了故障,也能主動報警,以便迅速定位故障所在并加以解決,進而排除安全隱患。這些都是“粗放豪爽”的傳統路燈所無法做到的,自然在節能環保上,也就落了下風。
NB-IoT帶來“化學反應”
智能路燈并非是新鮮事物,落地運營已有數年歷史。傳統智能路燈多是采用有線方式,而且組網相當復雜,通過部署大量的網關來實現組群,從而來控制路燈,這樣的方式不僅成本高、組網難度高,而且操作管理麻煩。現在,NB-IoT技術給智能路燈帶來了新活力、新激情。
眾所周知,中國電信是在800MHz頻段上建設NB-IoT網絡的,具有覆蓋廣、信號穿透力強、網絡質量穩定等特性。通過NB-IoT網絡,用無線的方式來部署智能路燈,不僅組網方便、成本低,而且安全性也高。
與傳統的物聯網傳輸層相比,NB-IoT改變了通過中繼網關收集信息再反饋給基站的復雜網絡部署,解決了多網絡組網、高成本、大容量電池等諸多問題,便于網絡部署和維護管理。智能路燈主要由“三大件”組成:LED燈、電源驅動開關、NB-IoT控制器,記者看到,NB-IoT控制器只有煙盒大小,里面裝有NB-IoT模塊,可以插入物聯網SIM卡從而連接到穩定的NB-IoT網絡中。
浦東軟件園區智能路燈選擇NB-IoT技術,也是因為NB-IoT的組網結構更加明確,感知層節點可以直接與小區內的基站進行數據通信,從而避免了組網過程中潛在的路由安全問題。NB-IoT感知層節點與小區內基站的身份認證應是“雙向的”,即基站應對某個NB-IoT感知節點進行接入鑒權,NB-IoT節點也會對當前小區基站進行身份認證,防止“偽基站”帶來的安全威脅。
NB-IoT的感知層與傳輸層通信功能完全借助于無線通道,可以類似計算機網絡和LTE移動通信的傳輸安全標準,端到端的身份認證機制、密鑰協商機制,為NB-IoT的數據傳輸提供機密性和完整性的保護,同時也能夠有效認證消息的合法性。
開放合作推動物聯網發展
在人口紅利消退的大勢下,物聯網給運營商帶來了新的藍海。尤其是LPWA(低功耗廣域覆蓋)領域,由于連接需求規模大,是全球各運營商爭奪連接的“主戰場”。NB-IoT是LPWA領域中的主要技術,在成本、覆蓋方面更具優勢,所以在國內受到政府主管部門和運營商的力推。
中國電信高度重視NB-IoT,正全力推進這項業務的發展。今年517世界電信日期間,中國電信宣布建成全球最大NB-IoT商用網,具有覆蓋最廣、規模最大、質量最優等優勢。在今年6月“世界移動大會·上海”這一通信行業盛會開幕的前一天,中國電信又發布了全球物聯網開放平臺,攜手合作伙伴推動物聯網產業生態化進程。由此可見,開放合作,發揮生態的力量,是中國電信推動物聯網產業發展的重要理念。而上海首例NB-IoT智能路燈應用項目的落地實施,正是這一理念的體現。
浦東軟件園NB-IoT智能路燈項目,由浦軟旗下匯智軟件、愛酷空間孵化企業瓴泰科技合作實施,在項目實施過程中,得到了浦東局、上海研究院物聯網實驗室的支持和參與,從NB-IoT窄帶基礎網絡的實地部署、基站支持,到物聯網卡的配套、硬件設備的測試環境等,基于網絡端的每一個技術環節都參與其中,為推動NB-IoT的智能路燈項目的落地提供了保證。