智慧路燈是城市關鍵基礎設施，由於部署密度高且平均，各國政府希望能夠藉由智慧路燈開發更多智慧應用，改善城市的治安、交通與環境等，甚至在智慧路燈放置5G小基地台來加速資料分析，打造一座5G智慧安全城市。
根據市場調查公司Frost&Sullivan報告預測指出，全球智慧路燈在2024年將多達3,010萬盞，成為人工智慧(AI)和邊緣運算(Edge Computing)應用的重要場域，不僅將智慧物聯網(AIoT)落實在城市治理，更成為未來發展5G智慧城市的基底。
現今全球城市政府利用智慧路燈的各式各樣感測器來搜集資料，包括分析路況、通報緊急事件和提升治安等。例如洛杉磯在2016年已經更換智慧路燈，並且利用路燈的聲音偵測器，當偵測有車輛碰撞聲音便立即通知警方、消防和醫院，縮短車禍的應變時間。此外新加坡政府在2018年推動「智慧國家感測器平台(SNSP)」，除了鼓勵業者在智慧路燈安裝感測器搜集車輛與環境資訊，也配合AI人臉辨識系統協助警察捕捉犯人，成為犯罪防治調查工作等功能。
智慧路燈是建構智慧城市關鍵基礎設施之一，除了提供智慧照明能根據當下環境調整亮度明滅，以及提高維修服務效率外，由於路燈是城市部署密度高的設施，隨著IoT技術成熟和5G服務甫開展，政府能夠藉由智慧路燈當作載體，把相關IoT設備、通訊設備或其他設備共同掛載在路燈來執行各種任務，例如發布宣傳資訊、監看治安與交通、環境檢測、電動車充電設施與5G小基站等，把智慧路燈擴大為智慧燈桿(Smart Pole)(圖1)。
圖1 智慧路燈能增加不同IoT設備提供多元智慧服務成為智慧共桿。
資料來源：遠傳電信
提高路燈維修效率與提前預防促進治安改善
傳統路燈轉換成LED燈是解決省電問題，從LED路燈轉換聯網智慧路燈要解決問題是治安、交通與環境等，如10月台南發生外籍女大生命案，即是因該路段路燈未亮，成為城市治安死角。智慧路燈除了能夠提高維修效率，全面並精準地監測所有路燈狀況，一旦有異常狀況發生便發出警訊，維修人員能及時前往維修，管理人員也可以根據資料來分析造成異常的原因或提前汰換，消除照明盲區。 研揚新事業發展處物聯網事業部副理莊富傑從實際案例舉出，先前曾經發現在雷陣雨的時候，某一區的智慧路燈經常發出故障警訊，並且在後台沒有收到任何回傳資料，維修人員查看發現是變電箱設計不良而因雨發生斷電，才導致智慧路燈失靈。
此外，部分廠商在智慧路燈控制器嵌入亮度感測器(Light Sensor)和加速度計(G Sensor)。亮度感測器顧名思義是偵測亮度，智慧路燈一旦發現環境太暗就會提早開燈或提高亮度；加速度計則是偵測智慧路燈燈座是否異常震動或倒下的情況，若偵測到燈座遭到撞擊情況，維修人員就會前往現場處理。
除了能夠偵測外在環境因素發現故障外，偵測路燈本身設備情況也能夠事先預測路燈故障，提前汰換以避免維修空窗期，包括電壓、電流、運作溫度和使用年限等。其中，通訊晶片大部分嵌入在路燈控制器內，路燈又設置在室外空間，晶片需要耐熱跟耐寒的性能，u-blox商業開發主任陳思達指出，該公司開發智慧路燈的晶片承受溫度範圍可在-40∼85℃之間，並且符合AEC-Q100和ISO 16750的標準。
智慧路燈/IoT設備共桿解決城市問題
智慧路燈分解成兩大類型，一種是智慧照明(Intelligent Lighting System)，專指照明功能智慧化方面，故又稱為智能路燈(Intelligent Streetlight)；另一種為智慧燈桿或智慧共桿，指在燈桿上加裝各種感測裝置(例如天氣盒、空氣偵測器或水質偵測器)、IP攝影機、數位看板或小型基地台等智慧化應用，再藉由LPWA、LTE或短距離通訊技術來傳遞資料，不僅能當作城市治理或規畫的依據，還可以提供市民智慧化服務，例如智慧路燈透過藍牙發射信標(Beacon)當作導航系統。
其中，因為智慧路燈都設置馬路旁或街口，除了改善治安外，另一個任務則是改善城市交通問題，智慧路燈大部分都利用IP攝影機，搜集車流資料來分析，因此，關於智慧路燈在交通相關的實驗包括車流監測、科技執法、停車偵測和設計自駕車(V2X)基礎建設等。台北市智慧城市專案辦公室主任李鎮宇提到，台北市先前曾利用智慧路燈上的攝影機照停車格，從事空位偵測，發現路燈高度過高不適合利用影像辨識來偵測路邊停車的情況，便考慮用其他方式來偵測。
另外，智慧路燈除了建置在平面道路外，隧道周圍的智慧路燈也運用感測器來改善駕駛者用路問題，昕諾飛(Signify)專案業務總監龔柏丞舉台北市隧道路燈案例說明，藉由在隧道入口處和出口處的智慧路燈掛上灰度計，偵測外在環境的灰度值，來調配隧道內路燈的亮度，讓駕駛者進出隧道的光差不會太大而影響駕駛者的安全性。
但是部分地方政府為了增添智慧路燈的「智慧力」，提供並未針對城市問題的不必要服務，李鎮宇直言，智慧城市主要理念是解決城市的問題，儘管智慧路燈能夠提供許多服務，但若無法解決問題或是問題不存在也是浪費資源，例如美國路燈上的聲音偵測器能夠利用收音功能來偵測槍聲，但台灣沒有槍枝問題，在智慧路燈加裝此功能毫無意義。
每盞智慧路燈並非需要加裝同一系列IoT裝置，而是需要選擇合適地點的路燈才能避免投入不必要的支出，龔柏丞舉例，學校附近的智慧路燈與一般道路的智慧路燈提供服務不同，建置IoT裝置也不同，或者原先已經安裝了空氣品質偵測裝置的地點，附近的智慧路燈就不需要再重複掛載空氣盒。
智慧路燈帶動5G發展
由於5G的毫米波特性，傳輸距離較短，若希望達到足夠的覆蓋率，則需要密集建置基地台，路燈是城市密集度最高且分佈範圍最平均的基礎建設，因此，為了快速導入5G服務，5G小型基地台(Small Cell)掛載在路燈是最合適的解決方案，其優勢包括：供電優勢，基地台能與路燈共用供電系統；智慧化管理基地台，管理後台可以透過智慧路燈的感測器，監測基地台的運作情況和溫濕度等，即時提供支援；路燈覆蓋範圍密集，解決盲區問題，例如高速公路、鐵路或郊區等；節省空間，無需單獨建置額外空間來放置基地台，降低部署難度。
除此之外，5G小型基地台也能成為智慧路燈傳遞資訊的通訊管道，太奇雲端總經理李承勳(圖2)認為，智慧路燈在將來若要分析路口車流影像資料，最有效率做法是利用邊緣運算來分析，而汽車是一個移動速度很快的目標物，分析速度相對地也要很快，電腦效能(Computing Power)同時就越大，但目前4G頻寬無法傳遞影像資料，只有5G才能夠快速搜集資料並分析。
圖2 太奇雲端總經理李承勳認為智慧路燈能夠刺激5G產業發展，例如路口影像的邊緣運算。
智慧路燈應用下一步：車聯網
由於智慧路燈功能其中之一是偵測交通路況，所以鎖定偵測目標對象都是在車輛方面，再加上智慧路燈擁有聯網系統，能夠提供車輛相關訊息，例如在電子看板發出救護車警告，提醒用路人提前往正確方向避開。
工研院資訊與通訊研究所整合性網通應用系統組組長蔣村杰(圖3)指出，車聯網涉及人、車、路、網等四個主要的連結點，可使車輛控制、車況、路況、安全輔助、甚至車上影音娛樂等應用得以交換及分享，智慧路燈由於與車輛行駛、人員出入的區域高度重疊，又具有高度、電源等條件，被視為最有潛力的路側裝置之一(圖4)。
圖3 工研院資訊與通訊研究所整合性網通應用系統組組長蔣村杰表示智慧路燈與車聯網結合可建構一套車聯網產業鏈。
圖4 智慧路燈是未來發展車聯網與無人車最有潛力的路側裝置。
資料來源：台北市
目前，國外陸續出現廠商諮詢智慧路燈在車聯網的應用，莊富傑對此趨勢表示，過去國外客戶雖然會詢問車聯網的應用，但是卻往往沒有任何後續，今年國外客戶直接要求把車聯網和專用短程通訊技術(Dedicated Short Range Communicationsm, DSRC)模組與智慧路燈整合，或是在設計智慧路燈時能在閘道器預留嵌入車聯網模組的位置。
除此之外，智慧路燈能夠配合5G的超大頻寬與低延遲特性，在車聯網應用方面可支援IP攝影機監控車流、AI分析資料、建立V2I/V2N和自駕車等。蔣村杰表示，車聯網搜集的資料除了提升整體交通安全性，也會間接促進金融保險創新；提升交通效率，例如共享汽車、公眾運輸、降低雍塞；增加廣告投放點及精準度，如個人化基地台定位(Location Based Service, LBS)即時簡訊廣告，進一步使車聯營運服務商的角色產生並形成正向的商業模式，但目前全球目前仍以政府投入POC、POS為主，尚未有商業化車聯營運服務商的成功案例。
現今車聯網相關標準仍尚未訂定完成，全球仍在摸索商業模式，智慧路燈若能有效克服建置成本偏高的問題，營運商將可望從車聯網的大數據中挖掘出新的藍海商機。