高级路灯网络方案设计初稿.pdfVIP

高级路灯解决方案

1背景

智慧城xx的建设依托于人工智能，大数据，物联网等技术。物联网作为智慧城xx的感

知层，是未来智慧城xx建设的基石，有着巨大的研究价值和XX阔的应用前景。

通XX技术已步入5G时代，5G技术的推XX，给物联网产业的发展提供了强大的动力；

各种物联网通XX技术层出不穷，呈现出百花齐放，百家争鸣的面。城xx级网络的部署，

即要求有覆盖XX度，也要有覆盖深度，同时未来智慧城xx的建设不仅是智能城xx，也要

是资源节约型和环境友好型的城xx，这就要求我们的物联网络也应该是资源节约型和环境

友好型网络。

路灯网络是城xx天然的基础网络资源，通过路灯网络架设城xx级物联传感网络，不仅

节约了网络的部署成本，还形成了一个有覆盖XX度和深度的传感网络。路灯网络必将在城

xx的公共安全，公共管理和公共服务领域内起到卓越的作用。

2射频技术选择

2.1应用场景分析

城xx物联感知应用的场景，从领域的角度，可以划分为公共安全，公共管理和公共服

务3个领域。在各领域的具体应用XX，视频XX的场景约占了一半，其余为各种终端传感

器的应用场景。

视频XX的场景很多，包括街面治安，街面秩序，街面设施管理以及xx容xxXX等场

景；视频XX的特点是XX范围有限，所以XX设施必须在XX场所的适当范围内。因此灯

杆网络做视频XX，仅可XX灯杆周边可视范围内的应用场景；视频XX是网关的功能，不

涉及到底层网络的无线组网和无线通XX，因此本方案不讨论视频XX的具体实施。

传感器感知的场景也是多种多样，比如：可燃气体监测、XX弧监测、烟雾监测、明火

监测、温湿度监测，颗粒物监测、噪声监测，灯光监测，水压监测等。相对的，对应的传感

器终端类型更是多种多样。这些传感器有的部署在路边，有的部署在路边的建筑物内，有的

部署在工地上，与路灯网络的距离也是长短不一。

2.2传感器终端数据特点

传感器终端产生的传感数据一般在10字节以内，正常发送数据的周期比较长，这符合

低功耗XX域网对终端设备的要求。

2.3传感器终端的通XX特点

定期上报心跳，传感数据，状态XX息等数据。正常上报周期从30分钟到2小时不等。

当监测到异常发生时，需要在3~5秒内将数据发送到后台。

支持主动下行，支持远程重启，配置等功能。

2.4传感器终端的续航能力

一般要求可持续工作20000小时，约3年。

2.5目前已知的传感器终端无线射频技术

目前应用在传感器终端的无线射频技术包括：NB-IoT，LoRa，WiFi，433MHz，868MHz，

蓝牙等。NB-IoT也是一种通XX协议，优点是功耗低，组网部署成本低（不需要架设基站）；

但是下行通XX延时太长，对于需要远程控制的设备，这样的体验就太差了。LoRaWan是

基于LoRa技术的一款通XX协议，主要优点是功耗低，容量大，覆盖范围XX；缺点是带

宽小，对下行通XX支持的不好，终端接收主动下行是，必须要换为CLASSB或者CLASS

C的模式，这样则增加了终端的功耗。WiFi的通XX距离短，容量有限。433868频段FSK

调制的通XX方式，距离和通XX速率尚可，可作为近距离物联网终端的通XX手段。蓝牙

传输速率大，但是传输距离有限。

2.6LoRa和433MHz

LoRa技术有效的解决了低功耗和远距离之间的矛盾，最大发射功率20dB，可视范围最

远通XX距离可达20公里（SF12），可调的扩频参数，让LoRa技术既适用于近距离通XX，

也适用于远距离通XX；因此可以满足城xx物联感知网络对覆盖深度的要求。在这传感器

终端产生的数据量很小，且发送频次很低；LoRa通XX带宽可以满足传感器终端的带宽要

求。较低的休眠功耗，休眠模式下，射频芯片的XX流约为0.1uA，可显著提高传感器终端

的续航能力。

433多采用FSK的调制方式通XX，通XX距离不如LoRa，但是通XX带宽高于LoRa，

可在近距离的应用场景下使用，作为LoRa通XX的补充。

综上，本方案选择LoRa和433作为灯网的基础射频技术。

3网络拓扑结构

部署在灯杆上网关设备，我们称之为骨干节点。显然，骨干节点的网络结构与路灯网络

的结构一致，属于网状拓扑，更进一步的，可以认为#字形网络拓扑，由骨干节点组成的网

络我们称之为上层网络。