智能感測+智能控制 ST解讀智慧城市

身處北京，空氣重污染紅色預(yù)警、中小學(xué)停課和單雙號限行成了這個(gè)年末比圣誕新年雙節(jié)更熱門的話題。雖然不能簡單將霧霾歸咎于汽車尾氣和工業(yè)排放，但是我們清潔能源需求已經(jīng)前所未有的迫切。放眼全球，各國都正以節(jié)能減排為長期環(huán)保項(xiàng)目，應(yīng)對氣候變化，提高人們的生活品質(zhì)。

據(jù)預(yù)測，到2030年，全世界總?cè)丝趯⒊^80億，城市人口占比超過60%，而65歲以上的人口提高近一倍。面臨日益提高的城市人口密度和不斷變化的人口數(shù)量與構(gòu)成的同時(shí)，我們的資源管理也面臨日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，包括石油天然氣儲備有限、大城市水資源緊張和污水處理帶來的種種難題。

氣候、人口和能源的嚴(yán)峻壓力使得打造智慧城市成為必然。12月20日至21日，中央城市工作會議在北京舉行，利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)等技術(shù)更好地建設(shè)和管理城市的智慧城市2.0時(shí)代起航。十二五期間，我國已經(jīng)有85%以上的城市正在進(jìn)行智慧城市的建設(shè)，很多智慧城市元素的應(yīng)用也已經(jīng)比較普遍。

作為半導(dǎo)體廠商，意法半導(dǎo)體（ST）也有打造智慧城市的宏偉藍(lán)圖。近日，ST大中華與南亞區(qū)高管最強(qiáng)陣容和21ic編輯分享了智慧城市的趨勢、技術(shù)和應(yīng)用。

圖：ST大中華與南亞區(qū)副總裁Giuseppe Izzo等多位高管

ST大中華與南亞區(qū)副總裁Giuseppe Izzo表示，感測和實(shí)時(shí)控制所有的重要城市基礎(chǔ)設(shè)施是構(gòu)成智慧城市的基礎(chǔ)。而在智慧城市概念實(shí)現(xiàn)事半功倍的效果中，城市居民和他們的智能用品起著關(guān)鍵作用。Izzo向21ic介紹了ST世界各地的用戶在智慧城市建設(shè)中的創(chuàng)新方案，讓小編耳目一新。

據(jù)Izzo介紹，一些歐洲城市已經(jīng)部署了下圖所示的智能路燈桿。以法國巴黎為例，巴黎已經(jīng)部署了五六千個(gè)智能路燈桿，路燈桿由傳感、通信、數(shù)據(jù)處理及電源管理模塊構(gòu)成。不僅能夠?qū)崿F(xiàn)基本的遠(yuǎn)程開關(guān)控制、調(diào)光控制，從而節(jié)省電能，還可以實(shí)現(xiàn)燈故障監(jiān)視，通過采用智能傳感器節(jié)點(diǎn)升級城市基礎(chǔ)設(shè)施，提供交通監(jiān)測、氣象預(yù)報(bào)、治安崗?fù)さ刃滦头?wù)。

圖：ST智能路燈桿方案

從白熾燈到LED燈，再到太陽能供電，其實(shí)大家一直關(guān)注對路燈的降耗和控制。但是人們對于日常生活密不可分另一個(gè)重要公共設(shè)施——垃圾桶，就沒那么熱情了。其實(shí)，垃圾桶也能更智能！

Izzo介紹了ST與美國某公司的合作項(xiàng)目，意大利等很多國家已經(jīng)投入使用的智能垃圾桶。目前很多國家的垃圾處理都是通過垃圾桶，人們把垃圾統(tǒng)一丟棄到垃圾桶，然后再由垃圾車隊(duì)來收集。這種模式下，我們常會看到垃圾桶滿溢出來，垃圾桶周邊都是垃圾。而聯(lián)網(wǎng)的智能垃圾桶只有在桶滿時(shí)才主動(dòng)聯(lián)系垃圾車來收垃圾，既避免垃圾桶溢出和亂放垃圾的問題，又能有的放矢，提高清潔車隊(duì)的管理效率。

圖：ST智能垃圾桶方案

談到智慧城市，不能不談最基本的單元——智能家居。而家居要智能，能源使用首先要實(shí)現(xiàn)智能化。能源使用有高峰也有低谷，智能電表讓發(fā)電企業(yè)按需發(fā)電，讓用電戶更好地控制用電量。例如，夜里用電付費(fèi)就會少一些。有了智能電表，就能為消費(fèi)者提供實(shí)時(shí)用電信息，為供電公司提供實(shí)時(shí)的用電量、電力品質(zhì)和停電信息，以及更靈活的電價(jià)機(jī)制和出賬方式。Izzo表示，相比其他智能產(chǎn)品，電網(wǎng)和電表的智能化由來已久，ST更是與主要智能電網(wǎng)企業(yè)合作超過20年，其PLC模塊和電表系統(tǒng)芯片裝機(jī)量達(dá)到6000萬。在中國部署的智能電表和智能儀表有很多都使用了ST的解決方案。

圖：ST智能電表方案

此外，智慧城市里智能工廠也是不可或缺的。無論是“工業(yè)4.0”還是“智能制造2025”，目標(biāo)都是生產(chǎn)效率更高，生產(chǎn)方式更環(huán)保，更靈活地滿足市場需求，定制化程度更高，數(shù)據(jù)采集利用率更高，同時(shí)，工人的工作體驗(yàn)更好、更安全。

在智慧城市的愿景里，智能泊車可不僅僅是準(zhǔn)確停車入位那么簡單，而要擴(kuò)展到協(xié)助駕駛員快速找到停車位，既能降低油耗、減少排放，又能緩解交通擁堵并實(shí)現(xiàn)高效的停車場管理。ST的解決方案包括公路上埋入的車輛檢測傳感器和汽車是安裝的雷達(dá)和攝像頭駐車系統(tǒng)。

圖：ST智能泊車方案

ST大中華及南亞區(qū)汽車產(chǎn)品部戰(zhàn)略市場經(jīng)理Marc Guedj表示，半導(dǎo)體技術(shù)正在讓汽車變得更安全、更環(huán)保，聯(lián)網(wǎng)更順暢。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)WAN遠(yuǎn)程接入技術(shù)將系統(tǒng)廠商的應(yīng)用軟件連接到互聯(lián)網(wǎng)云端服務(wù)器，提供免費(fèi)的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，包括無線電廣播；車載信息娛樂系統(tǒng)與手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備協(xié)同交互，內(nèi)容互動(dòng)；汽車安全系統(tǒng)監(jiān)視不斷提高主動(dòng)和被動(dòng)安全系統(tǒng)的性能；多衛(wèi)星系統(tǒng)定位解決方案用先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)，更好地滿足安全需求；發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元和車身控制模塊提高了汽車的可靠性和使用壽命……針對龐大而復(fù)雜的汽車電子系統(tǒng)，ST提高了從視覺處理器到多衛(wèi)星系統(tǒng)導(dǎo)航定位接收器的全線解決方案。近日，ST還被市場研究機(jī)構(gòu)IHS評選為全球車載通信及導(dǎo)航系統(tǒng)傳感器的領(lǐng)導(dǎo)廠商，同時(shí)也是全球增長最快的車用傳感器供應(yīng)商。

智慧城市里最小的單元是什么？非可穿戴產(chǎn)品莫屬了。最熱門的可穿戴產(chǎn)品又是什么呢？恐怕要數(shù)智能手環(huán)和手表了。據(jù)ST中國區(qū)微控制器產(chǎn)品市場部經(jīng)理于引介紹，每個(gè)穿戴式設(shè)備硬件基本是相似的，需要傳感器和主控芯片，以及無線連接模塊。準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)要依靠一些算法，包括心率的檢測、姿態(tài)、動(dòng)作的檢測等。即使實(shí)現(xiàn)簡單的計(jì)步功能，如果要實(shí)現(xiàn)很好的用戶體驗(yàn)，也需要在軟件算法和硬件結(jié)合中做很好的優(yōu)化。ST不僅提供了不同特點(diǎn)的MCU產(chǎn)品系列，還搭建平臺與很多第三方合作伙伴來提供更準(zhǔn)確、更專業(yè)的算法。如果是最簡單的計(jì)步功能，就有很長時(shí)間是待機(jī)狀態(tài)，重點(diǎn)是最低的功耗，可以用STM32L0系列。如果多一些功能，類似運(yùn)動(dòng)手表，則可以用Cortex M4內(nèi)核的超低功耗工藝STM32L4系列。智能手表如果有更多的圖像顯示或短信接收功能，STM32L4系列則是首選。

不僅是MCU產(chǎn)品，ST在MEMS市場也非常領(lǐng)先，被譽(yù)為唯一有能力提供智能設(shè)備所需全部傳感器和微執(zhí)行器的半導(dǎo)體廠商，其MEMS器件出貨量已超過100億顆。

Izzo表示，ST將融合在MCU和MEMS等硬件方面的優(yōu)勢和強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)，持續(xù)發(fā)力智能環(huán)境、智能駕駛和智能產(chǎn)品，致力于不斷推出改進(jìn)人們生活方式的創(chuàng)新產(chǎn)品，打造智慧城市。