基于物联网的智慧路灯系统设计

基于物联网的智慧路灯系统设计

龙慧斌

龙腾照明集团股份有限公司 江苏高邮 225600

摘要：路灯系统对于城市基础设施建设具有重要的意义，为了避免传统城市照明系统粗放化管理以及运维效率低等问题，要结合智能化、信息化处理升级手段建构更加合理的路灯系统设计体系，从而满足绿色照明的环保要求。

关键词：物联网技；智慧路灯系统

引言

作为城市基础设施重要的组成部分，城市道路照明系统在城镇化进程中扮演着重要的角色，然而传统的城市道路照明系统存在着管理方式粗放、能源消耗大、运维效率低下、照明控制不灵活等缺点，极大的增加了管理难度和成本。所以在物联网技术、云计算等新兴信息技术不断发展的当下，加速城市道路照明系统的信息化、智能化改造，提高城市管理效率和管理水平、降低管理成本已是势在必行。

1智慧路灯系统的总体架构与物联网的应用

在智慧路灯系统应用体系内，要将物联网技术、无线通信技术等融合在统一的技术模式中，不仅能进一步完成温度湿度的信息采集工作，还能获取图像信息、无线AP信息、大气数据等，有效为智慧城市的发展规划提供保障。在智慧了灯系统总体框架体系内，主要分为主控核心控制单元、通信电源管理单元、无线AP控制单元以及电压电流信息数据检测单元等，借助管理云平台和管理职能终端系统有效建立完整的控制模型，就能结合实际需求建立智能化远程控制结构。另外，物联网技术的应用还能为云平台打造人工巡检控制单元提供保障，及时将故障信息以及报警信息上传到相应的管理模块中，实现工单的自动化处理，为巡检工作、维修管控工作以及工程规划建设工作的全面落实提供了保障，打造多元、规范、科学的物联运行平台，发挥智慧路灯系统应用的优势，进一步满足城市规划建设的实际需求。

2智慧路灯设计难点

1. 各子系统的需求与资料搜集智慧路灯系统功能确定后，应通过各子系统所涉及的主管部门搜集相关的规划、设计及批复文件等资料，子系统越多，涉及到的部门也越多，资料的搜集是设计的基础，也是设计依据，必须充分了解，避免后期设计工作反复。2）梳理搜集到的资料，确定智慧路灯的点位通常，智慧路灯需要融合的各个子系统，都是由各主管部门委托相关单位各自进行设计和施工，子系统的点位相差会比较大。智慧路灯设计时，应梳理制约点位布置的最主要因素，初步调整各系统的布点位置，然后再与相关主管部门进行反复沟通，最终确定智慧灯杆的点位，这会是一个异常艰难的过程。

3智慧路灯系统的终端设计与管理云平台设计

3.1终端设计

对于整个智慧路灯系统而言，终端设计模块是最基本的设计内容，不仅承担了整个基础架构的感知任务，还能借助对应的平台完成前端信息到后端平台的信息查询、数据控制等工作，最大化提高了智能路灯系统物联网应用体系的时效性。（1）主控核心单元。主要是借助高性能的核心板，建立完整的主控平台，并且能配合物联网技术对智能终端系统中的各个单元予以智慧，相较于传统的单片机结构，主控核心单元应用的核心板能大大提升拓展性，并且配合技术应用要求建立更加完整的前端开发机制，维持综合应用效率。（2）通信控制单元。一般而言，要借助LTE多模建立控制模式，特别是在5G技术不断发展的时代背景下，融合5G技术建立物联网模式下的MQTT协议，就能打造前端和后端平台的互联通信模式。通信控制机制应用综合技术结构，能大大提升上行效率和信息传输水平，配合对应的无线AP模块，就能在Wifi环境下建立信息共享结构。与此同时，通信控制模块能更好地实现数据的富集和处理，维持热点共享，提高数据应用综合效率。（3）电源基础控制单元，能结合供电设备完成各个基础结构的供电处理，并且维持设备运行的稳定性，与此同时，配合电流参数、电压参数的检测机制，若是检测出异常信息，就会直接向核心板模块完成告警处理，有效提高应用效果。（4）LED控制单元，顾名思义是对LED进行直接控制的单元，着重完成开断处理和亮度调节，有效维持整个前端应用效率。此外，还要配置对应的传感设备，在实时采集信息和数据的同时，保障后台处理的同步效果。

3.2管理云平台设计

在明确终端设计单元的基础上，要结合实际应用要求和标准落实智慧路灯系统设计方案，保证设备管理单元、业务管理单元以及数据管理单元的各司其职，形成有效的平台运行框架，提高物联网支持下的智慧路灯系统设计水平。（1）设备管理平台。主要是对设备接入过程、设备状态查询以及运行命令日志等进行集中的管理，并且配合对应的模块实现数据的存储和数据的及时性查询。例如，命令收发功能模块，能及时进行设备的收取和回复，并且提高运行数据传递的质量水平。（2）业务平台单元。①设备监控模块，能对设备平台的基础运行状态和运行数据予以监督，及时完成数据的汇总分析，以备相关管理人员能及时了解设备的运行情况，只有数据在规定的阈值区间，才能执行对应的操作指令。②人员管理模块，完成运维人员管理和信息查询。③工单业务管理模块，主要是对设备维护管理以及维修管控的计划管理，确保能结合现场检查机制落实匹配的管控措施，从而提升工业业务应用管控的综合效果。④报表管理模块，主要针对的是巡检报表内容、无线AP数值流量报表内容、能耗数值报表内容等进行集中监督管理，以备管理人员能针对实际数值信息落实对应的管控方案，提高综合管控效率。⑤系统管理模块，对基于物联网技术的智慧路灯系统进行账户的管理以及应用权限的管理，配合短信报警功能监督模块，能更好地了解对应设备的实际运行情况，避免监管不到位。

4城市路灯照明发展趋势

4.1城市路灯照明特色发展

在城市化进程中，城市路灯系统不仅发挥着城市光源供给的功能，同时也展现城市特点，是城市中一道亮丽的光景。在城市路灯照明发展中要结合城市整体发展情况，将城市路灯作为城市的一个重要构成部分进行考虑。城市路灯照明系统要与城市规模等相得益彰，并能够符合城市布局以及人文等层面的需求。在城市发展过程中，城市路灯照明目标的确立要进行明确的定位，在现代城市综合建设中起到积极的推进作用，通过科学合理的路灯照明设计提升城市基础设施服务水平，形成城市鲜明而又独具魅力的照明效果。

4.2城市路灯照明环保发展

在国家可持续发展方针政策指引下，城市路灯照明也要遵从绿色环保的理念。城市路灯照明是城市综合基础服务体系的重要内容，良好的照明能方便城市居民的生活，也能维护城市发展的良好秩序。在路灯照明的环保性发展趋势中，需要能够根据城市不同区域和功能的需求，选择适当的环保光源作为路灯结构组成部分，同时要积极探讨和应用先进的照明技术，提高独立路灯单元的照明效率和覆盖范围，从而可有效降低城市路灯照明对能源的消耗。在城市路灯环保理念的运用上，还要关注到路灯照明造成的光污染等问题。现代环保理念的不断进步，使得环保的概念范围也有所扩大和细化，光污染成为环境污染的重要因素。

结束语

基于物联网技术建立的智慧路灯系统要结合技术优势和应用方案，践行全过程数据信息管理机制建立自动控制和远程控制相配合的管控平台，提高权限管理的实效性，为智慧城市建设工作的推进奠定坚实基础。

参考文献

[1]谢文超.新型城镇路灯照明系统节能研究[M].天津:天津大学出版社，2015.

[2]朱宝华.基于物联网技术的智能路灯控制系统设计[J].无线互联科技，2017：48-49.

[3]刘义平，张明明，张畅，等.智慧路灯建设的实践与思考[J].明工程学报，2017（5）：128-130.