智能感测+智能控制 ST解读智慧城市

身处北京，空气重污染红色预警、中小学停课和单双号限行成了这个年末比圣诞新年双节更热门的话题。虽然不能简单将雾霾归咎于汽车尾气和工业排放，但是我们清洁能源需求已经前所未有的迫切。放眼全球，各国都正以节能减排为长期环保项目，应对气候变化，提高人们的生活品质。

据预测，到2030年，全世界总人口将超过80亿，城市人口占比超过60%，而65岁以上的人口提高近一倍。面临日益提高的城市人口密度和不断变化的人口数量与构成的同时，我们的资源管理也面临日益严峻的挑战，包括石油天然气储备有限、大城市水资源紧张和污水处理带来的种种难题。

气候、人口和能源的严峻压力使得打造智慧城市成为必然。12月20日至21日，中央城市工作会议在北京举行，利用大数据、云计算、物联网、智能电网等技术更好地建设和管理城市的智慧城市2.0时代起航。十二五期间，我国已经有85%以上的城市正在进行智慧城市的建设，很多智慧城市元素的应用也已经比较普遍。

作为半导体厂商，意法半导体（ST）也有打造智慧城市的宏伟蓝图。近日，ST大中华与南亚区高管最强阵容和21ic编辑分享了智慧城市的趋势、技术和应用。

图：ST大中华与南亚区副总裁Giuseppe Izzo等多位高管

ST大中华与南亚区副总裁Giuseppe Izzo表示，感测和实时控制所有的重要城市基础设施是构成智慧城市的基础。而在智慧城市概念实现事半功倍的效果中，城市居民和他们的智能用品起着关键作用。Izzo向21ic介绍了ST世界各地的用户在智慧城市建设中的创新方案，让小编耳目一新。

据Izzo介绍，一些欧洲城市已经部署了下图所示的智能路灯杆。以法国巴黎为例，巴黎已经部署了五六千个智能路灯杆，路灯杆由传感、通信、数据处理及电源管理模块构成。不仅能够实现基本的远程开关控制、调光控制，从而节省电能，还可以实现灯故障监视，通过采用智能传感器节点升级城市基础设施，提供交通监测、气象预报、治安岗亭等新型服务。

图：ST智能路灯杆方案

从白炽灯到LED灯，再到太阳能供电，其实大家一直关注对路灯的降耗和控制。但是人们对于日常生活密不可分另一个重要公共设施——垃圾桶，就没那么热情了。其实，垃圾桶也能更智能！

Izzo介绍了ST与美国某公司的合作项目，意大利等很多国家已经投入使用的智能垃圾桶。目前很多国家的垃圾处理都是通过垃圾桶，人们把垃圾统一丢弃到垃圾桶，然后再由垃圾车队来收集。这种模式下，我们常会看到垃圾桶满溢出来，垃圾桶周边都是垃圾。而联网的智能垃圾桶只有在桶满时才主动联系垃圾车来收垃圾，既避免垃圾桶溢出和乱放垃圾的问题，又能有的放矢，提高清洁车队的管理效率。

图：ST智能垃圾桶方案

谈到智慧城市，不能不谈最基本的单元——智能家居。而家居要智能，能源使用首先要实现智能化。能源使用有高峰也有低谷，智能电表让发电企业按需发电，让用电户更好地控制用电量。例如，夜里用电付费就会少一些。有了智能电表，就能为消费者提供实时用电信息，为供电公司提供实时的用电量、电力品质和停电信息，以及更灵活的电价机制和出账方式。Izzo表示，相比其他智能产品，电网和电表的智能化由来已久，ST更是与主要智能电网企业合作超过20年，其PLC模块和电表系统芯片装机量达到6000万。在中国部署的智能电表和智能仪表有很多都使用了ST的解决方案。

图：ST智能电表方案

此外，智慧城市里智能工厂也是不可或缺的。无论是“工业4.0”还是“智能制造2025”，目标都是生产效率更高，生产方式更环保，更灵活地满足市场需求，定制化程度更高，数据采集利用率更高，同时，工人的工作体验更好、更安全。

在智慧城市的愿景里，智能泊车可不仅仅是准确停车入位那么简单，而要扩展到协助驾驶员快速找到停车位，既能降低油耗、减少排放，又能缓解交通拥堵并实现高效的停车场管理。ST的解决方案包括公路上埋入的车辆检测传感器和汽车是安装的雷达和摄像头驻车系统。

图：ST智能泊车方案

ST大中华及南亚区汽车产品部战略市场经理Marc Guedj表示，半导体技术正在让汽车变得更安全、更环保，联网更顺畅。移动网络WAN远程接入技术将系统厂商的应用软件连接到互联网云端服务器，提供免费的优质服务，包括无线电广播；车载信息娱乐系统与手机等移动设备协同交互，内容互动；汽车安全系统监视不断提高主动和被动安全系统的性能；多卫星系统定位解决方案用先进驾驶辅助系统，更好地满足安全需求；发动机控制单元和车身控制模块提高了汽车的可靠性和使用寿命……针对庞大而复杂的汽车电子系统，ST提高了从视觉处理器到多卫星系统导航定位接收器的全线解决方案。近日，ST还被市场研究机构IHS评选为全球车载通信及导航系统传感器的领导厂商，同时也是全球增长最快的车用传感器供应商。

智慧城市里最小的单元是什么？非可穿戴产品莫属了。最热门的可穿戴产品又是什么呢？恐怕要数智能手环和手表了。据ST中国区微控制器产品市场部经理于引介绍，每个穿戴式设备硬件基本是相似的，需要传感器和主控芯片，以及无线连接模块。准确的数据要依靠一些算法，包括心率的检测、姿态、动作的检测等。即使实现简单的计步功能，如果要实现很好的用户体验，也需要在软件算法和硬件结合中做很好的优化。ST不仅提供了不同特点的MCU产品系列，还搭建平台与很多第三方合作伙伴来提供更准确、更专业的算法。如果是最简单的计步功能，就有很长时间是待机状态，重点是最低的功耗，可以用STM32L0系列。如果多一些功能，类似运动手表，则可以用Cortex M4内核的超低功耗工艺STM32L4系列。智能手表如果有更多的图像显示或短信接收功能，STM32L4系列则是首选。

不仅是MCU产品，ST在MEMS市场也非常领先，被誉为唯一有能力提供智能设备所需全部传感器和微执行器的半导体厂商，其MEMS器件出货量已超过100亿颗。

Izzo表示，ST将融合在MCU和MEMS等硬件方面的优势和强大的生态系统，持续发力智能环境、智能驾驶和智能产品，致力于不断推出改进人们生活方式的创新产品，打造智慧城市。