智能城市 运用新科技 让城市生活更美好

状态、寿命、耗电量等信息，以及每个灯杆的垂直梯度。当机动车撞到灯杆或灯具出现异常运动时，系统还能检测到加速度数据，并将数据发送到操作员，从而节省大量的维修成本，同时大幅降低灯具更换率。

　　图2 –智能路灯应用示意图

在智能城市中，路灯将会为市政服务机构提供多项服务。除城市照明外，市政服务机构还管理大量的其它市政服务，而公共照明网络配备各种传感器和先进通信系统，可为市政服务机构提供新型服务，例如，交通监测、出行效率、公路安全、空气质量监测、天气监测、电动交通管理等。

除高效的路灯控制驱动产品及技术外，传感器和通信系统同样发挥重要作用。意法半导体是智能传感器市场公认的领导品牌，拥有智能路灯系统所需的全部产品，其中，先进传感器包括加速度计(LIS2DS12)、压力传感器(LPS25HB)、湿温传感器(HTS221)和麦克风(MP34Dxx)。为了便于用户评测传感器性能，x-NUCLEO-IKS01A1评估板上安装了环境惯性感测模块，兼容Arduino UNO R3排针。

传统公共照明系统升级到智能照明，通信技术是一个关键要素。无线通信或电力线通信是智能路灯系统中应用最多的两种通信技术。

6LoWPAN无线网络

169MHz、433MHz或868MHz的Sub GHz的射频通信技术是欧洲常用的无线通信技术。SPIRIT1就是一款工作在这三个频段的 Sub GHz射频收发器，高性能，低功耗，灵敏度为–118dBm;支持跳频、天线分集和AES-128加密，有多种通信协议可选，其中Wireless M-Bus或6LoWPAN(基于低功耗无线个人区域网络的IPv6)是应用最广泛的无线通信协议。

互联网工程任务组IETF开发的6LoWPAN通信协议通过低功耗无线网络传送IPv6分组数据，在互联网云端为每个无线网络节点分配一个唯一性的IP地址。

6LoWPAN通信层实现了RPL(低功耗有损耗IPv6网络路由协议)，该协议为电池供电节点提供了高能效的动态路由通道，每个设备可通过网格网络传递报文，从而扩大了通信距离。网格网络自动建立，自动处理。

开源操作系统Contiki提供一个开源版6LoWPAN协议栈，意法半导体为STM32平台开发出一个Contiki 3.0端口。意法半导体的NUCLEO电路板与所支持的扩展板配合使用，可以开发这个应用。意法半导体6LoWPAN演示解决方案包括STM32L152RET6超低功耗微控制器开发板NUCLEO-L152RE和X-NUCLEO-IDS01A4扩展板。X-NUCLEO-IDS01A4扩展板是搭载SPSGRF-868射频收发器的Shield接口扩展板。SPSGRF-868是经过认证的低于1GHz的SPIRIT1射频模块。

路灯PLM网络

电力线通信调制解调器简称PLM，可替代前文讨论的智能路灯射频网络通信，我们在本文智能功率部分讨论的PLM STarGRID系列产品可满足智能路灯的通信需求。

图3所示是意法半导体的STEVAL-IHP007V1电力线通信板，将其与HID或LED镇流器模块配套使用，可实现智能路灯控制系统。这块板子搭载意法半导体的STM32F103 ARM Cortex‐M3微控制器和ST7580 PSK窄带电力线调制解调器。ST7580的数据速率为28.8kbps，属于意法半导体的STarGRID PLM产品家族。这块评估板工作在CENELEC B频段，内置路灯专用数据链路层固件协议，实现了防冲突和重复算法。

　　图3 –STEVAL-IHP007V1

智能家居 – 无线联网

智能家居生态系统包括智能照明、智能家电、电源监控智能插座、家庭安保系统。

　　图4 –智能家居

如同智能城市中的智能路灯网络，网络通信是智能家居能否实现的关键技术之一。

意法半导体拥有大量的符合智能家居技术要求的网络通信产品，例如：PLM、WiFi、Bluetooth Classic和Bluetooth 4.1、NFC/RFID和RF SubGHz。

图5所示的STEVAL-IDI004V2是意法半导体的网络通信演示解决方案，在一块电路板上集成了前方列举的所有通信技术。

STEVAL-IDI004V2是一个搭载STM32F103微控制器的无线通信网桥，集成了下面的无线网络技术：WiFi、BT 3.0、RF SubGHz 868MHz和NFC。

　　图 5 –STEVAL-IDI004V2

·Wi-Fi模块 - SPWF01SA.11: 经过认证(FCC, IC, CE)的2.4 GHz IEEE 802.11 b/g/n射频模块; 集成 TCP/IP网络协议和完整的TLS/SSL安全算法，通过AT指令为用户提供友好的界面。

·Sub-GHz RF模块 - SP1ML-868: 868 MHz ETSI认证射频模块，基于低于1GHz的SPIRIT1射频收发器和 STM32L1超低功耗微控制器，并集成平衡-不平衡变换器(BALF-SPI-01D3)和片上天线。