无线智能照明控制系统的“无线”是如何实现的

无线智能照明控制系统的“无线”是如何实现的呢？这就涉及到智慧城市建设当中必备的通信技术了。

WiFi是我们平常接触到较多的通信技术，一般在公共场所都设有无线网络，基本上我们生活中能接触到的电器及生活用品都被加入过WiFi模块和支持App控制。WiFi技术研发门槛低、产品成本低，传输速度相对较快，且无需网桥就可以直接接入互联网以及与手机无缝通信。然而WiFi的不足也是显而易见的，除了芯片尺寸偏大、功耗过高、不稳定性外，WiFi还会带来安全性问题。此外，局限于WiFi自身的特性，其接入方式的接入上限主要限制于WiFi路由器的节点数量（典型值为数十个节点），这对那些照明设备众多的用户来说，往往会忽略WiFi类产品。

在物联网应用中，除了WiFi外，通信技术包括RFID、NFC、ZigBee、Bluetooth、LoRa、NB-IoT、GSM、GPRS、3/4/5G网络、Ethernet、RS232、RS485、USB等。相关的通信协议（协议栈、技术标准）包括Wi-Fi（IEEE 802.11b）、RFID、NFC、ZigBee、Bluetooth、LoRa、NB-IoT、CDMA/TDMA、TCP/IP、WCDMA、TD-SCDMA、TD-LTE、FDD-LTE、TCP/IP、HTTP等。

智慧路灯设备涉及到的通信协议有TCP、MQTT、NB、ZIGGBE、 LORA、4G、PLC等。协议分多层，比如MQTT是应用层的协议，TCP是传输层的协议等。

Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，凭借领先的技术和性能优势成为智能照明控制领域的主流。这种技术具有近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率等特点，并提供数据完整性检查和鉴权功能，采用AES-128加密算法，确保各个应用中信息的安全性。适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。

LoRa就是远距离无线电（Long Range Radio），是semtech公司创建的低功耗局域网无线标准，它最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。LoRa技术被应用在要求低功耗、远距离、大量连接的物联网应用中。

NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT技术具有覆盖广、连接多、速率快、成本低、功耗低、架构优等特点，被广泛应用在定位追踪，智能表计、照明、门锁，智慧停车等领域。

基于NB-IoT技术的智慧道路照明控制系统架构，从上至下依次包括管理平台、网络通信系统（含NB-IoT网络和IoT平台）和单灯（含单灯控制器，以及基于GIS系统的可视化管理方式），从而组成云、管、端协同发展的智慧照明系统。

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议），是一种基于发布/订阅（Publish/Subscribe）模式的轻量级通讯协议。MQTT最大的优点在于可以以极少的代码和有限的带宽，为远程设备提供实时可靠的消息服务。做为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，MQTT在物联网、小型设备、移动应用等方面有广泛的应用。

TCP（TCP，Transmission Control Protocol）传输控制协议，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。TCP旨在适应支持多网络应用的分层协议层次结构。连接到不同但互连的计算机通信网络的主计算机中的成对进程之间依靠TCP提供可靠的通信服务。TCP假设它可以从较低级别的协议获得简单的，可能不可靠的数据报服务。

5G第五代移动通信技术，是最新一代蜂窝移动通信技术。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。主要应用在AR/VR、车联网、智能制造、智慧能源、无线医疗、无线家庭娱乐、联网无人机、超高清/全景直播、个人AI辅助、智慧城市等场景。

责任编辑：tzh