中華電信 - 智慧桿解決方案
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儘管早在公元前 500 年，北京就記錄了「固定位置照明」，倫敦和阿姆斯特丹在 16 世紀引入了公共街道照明，但巴黎成為廣泛街道照明的榜樣。首先，法國國王路易十五在 18 世紀中葉將油燈引入城市；然後在 1818 年引入了大規模燃氣照明，隨後在 1878 年引入了電燈。 從那時起，公共街道照明已經成為每個城市必不可少的基礎設施。
當巴黎公用事業工程師在工作時，路燈的工作是使黑暗城市道路的航行更安全、更方便。今天，路燈仍然執行著這項重要任務，但此外，城市當局正在尋求最大限度地，發揮這種無處不在的街道傢俱的潛力，將其作為智慧城市的基石。透過為廣泛的現有基礎設施新增連線和運算能力，路燈可以變得智慧，不僅僅是照亮道路。
智慧桿的好處
智慧照明公司 Signify 報告稱，用節能 LED 取代傳統街道照明，是減少能源消耗和相關排放的有效方法。只需將傳統的公共燈光切換到 LED，就能減少 50% 的能源消耗。但是，當這些燈結合了與自動調光，和存在檢測相聯的連線時，可以節省高達 90% 的能源。
所謂的智慧電桿可以最佳化自己的功耗，並就產生照明的 LED 陣列的執行狀態提供回饋。但不僅如此，智慧電桿還為一套具有邊緣處理能力的感測器提供了一個平台。每個路燈都有可能包括人行道監控和交通攝影機、空氣品質監測、天氣監測、洪水檢測、資訊顯示、與緊急服務聯絡、公共公告，甚至 Wi-Fi 熱點和電動汽車（EV）充電。
市場狀況
智慧電桿市場在 2022 年已經估值為 89 億美元，預計從 2023 年到 2030 年，智慧電桿市場將經歷 20.8% 的複合年成長率（CAGR）。ABI 研究分析師表示，到那一年，全球預計將有超過 1080 萬根智慧電桿。
中國、韓國和印度等亞洲國家，正在進行雄心勃勃的智慧電桿專案。例如，據《中國日報》報導，到 2020 年底，中國的智慧電桿市場已經估值為 170 億美元。在歐洲，歐盟的謙卑燈柱專案，目地在將歐盟大都市的 1000 萬個燈柱升級為「啟動」智慧城市。該政治機構估計，一個城市能源賬單的 50% 是由街道照明成本組成的，透過在歐洲轉向 LED 照明，可以節省高達 19 億歐元（20.7 億美元）。
在美國，維吉尼亞州漢普頓市於 2021 年宣佈了一個「數位化轉型專案」，該專案將涉及用太陽能電桿取代路燈。這些電線桿將提供充電埠和 Wi-Fi 接入，並將配備安全攝影機。
幾個主要品牌正在參與智慧電桿 —— 一些相關技術的主要供應商包括威瑞森、華為和諾基亞（根據 ABI 的研究）。
使用感測器使城市更智慧
有幾個因素促成了這個蓬勃發展的市場。最重要的是智慧桿帶來的節能，不僅減少了碳排放，還為城市公民節省了資金。
智慧桿可以使用光感測器分析自然照明趨勢，以提供必要的照明，但不會浪費電力。例如，在整個夏天，太陽會更早升起，日落更晚，這意味著路燈只需要在更短的時間內亮起。透過自動光檢測，桿點可以適應這些變化。然而，在陰天，或在陰涼處更多的地方，燈光可以彌補較低的燈光水準，並透過更早地開啟和停留更長時間來提高安全性，即使在正常的「白天」小時內也是如此。
在其他地方，智慧桿可以實現預測性維護。連線性允許快速、頻繁地報告 LED 照明的整體健康狀況 —— 例如其照明輸出和能耗 —— 並且這些資訊可用於在發生之前預測故障。然後可以派遣維修人員更換 LED。除了帶來成本效益外，預測性維護還提高了安全性，因為它確保了城市區域不會陷入黑暗。
隨著許多主要城市的交通堵塞越來越嚴重，監測空氣汙染變得更加重要。智慧桿可以使用感測器來監測車輛廢棄排放的一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）和二氧化硫（SO2）。 然後，可以讓決策者瞭解經常受到空氣品質差困擾的時代和地區，並提出減少問題的措施。
由於路燈最初的目的是提高普通民眾的安全，因此智慧桿繼續改善公眾福祉才是合適的。透過包括更多的安全攝影機和監控街道交通，智慧桿可以幫助保護個人。例如，使用音訊感測器，智慧桿甚至可以檢測槍聲等重大事件，然後通知執法部門。
資料處理
現代連線解決方案，如北歐 nRF91 系列 SiP、LTE-M/NB-IoT 蜂窩物聯網和 DECT NR+ 產品，配備了強大的微處理器、充足的記憶體和機器學習（ML）演算法，允許在本地分析感測器資訊。然後，只有值得注意的資訊才會轉發到雲端。僅在必要時傳輸，蜂窩物聯網裝置可以降低功耗，並節省資料費用。
例如，智慧桿可能會在夜間，長時間檢測到人行道上的行人流量，因此不會傳送任何資料。然而，如果突然有證據顯示，有幾個人在不尋常的時間快速跑在路上，這些資料可以傳遞給當局進行調查。或者，在車輛在滑溜溜的表面失去控制並撞到牆壁之前，智慧桿不會檢測到任何不尋常的噪音。這樣一個事件值得在原本不變的資料流中報告。
智慧城市中無線的力量
蜂窩物聯網連線是連線智慧桿的理想技術。例如，即使路燈連線到主電源，nRF9160 SiP 也可以從小電池上長時間執行，使改造連線到傳統裝置更容易、更方便。蜂窩物聯網還提供「即插即用」連線、公里大範圍和可靠服務的便利。蜂窩網路基礎設施近乎無處不在、成熟度和安全性（特別是在經常佈署智慧桿的主要城市）使蜂窩物聯網成為引人注目的選擇。
透過結合蜂窩物聯網和標準協議，如 LwM2M（輕量級機對機-機，包含在北歐的 nRF Connect SDK 中），智慧城市可以為智慧城市利用完全標準化的 IPv6 端到端解決方案。
廣泛的蜂窩基礎設施也為將城市以外的智慧桿，引入城鎮和較小的定居點提供了機會，以便更多人口能夠從這項技術中受益。與藍牙 LE 相結合，每個桿都成為一個閘道器，可以將低功耗藍牙 LE 感測器連線到該閘道器。
除了蜂窩物聯網外，DECT NR+ 將在路燈應用中發揮重要作用。對於高密度地區或沒有蜂窩網路覆蓋的地區，或者當智慧城市不想依賴行動網路營運業者（MNO）時，現在可以使用北歐 nRF9161 實現專用 5G 網路來互連街道智慧桿，然後使用閘道器提供與雲的連線。
幾百年來，路燈一直是我們城市的基本組成部分，可以保護我們的安全，讓生活更輕鬆。透過新增連線性，無論是 NB-IoT/LTE-M/DECT NR+/Bluetooth LE，這個已建立的基礎設施現在可以為城市人口做更多事情，同時透過減少碳排放幫助我們應對氣候變化的挑戰。
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