基于智能路灯系统的智慧街区和智慧城市建设探讨

基于智能路灯系统的智慧街区和智慧城市建设探讨

周一鸣

南京路灯工程建设有限责任公司，南京市 210000

摘要：在每一个街区中都存在路灯系统，而随着我国的快速发展，传统路灯系统已经不再满足如今的街区需求，传统的路灯基本都是按照同一个标准来设计，并且路灯的关闭都需要人工来进行，由此可以看出传统路灯的弊端，路灯系统与人们的日常生活密切相关，为人们的出行提供光亮，保障人们的安全出行。因此，智能路灯系统智慧街区与智慧城市的建设迫在眉睫。本文主要对基于智能路灯系统的智慧街区和智慧城市建设进行了简要的分析，并且提出了相关的建议，希望能够给相关人士提供借鉴。

关键词：智能路灯系统；智慧街区；智慧城市

引言：

如今社会在快速的发展，各种资源的消耗非常多，在社会的各个领域都用到了大量的资源，导致资源越来越少，慢慢的出现不能满足社会需求的趋势，因此，资源问题已经成为社会的主要关注点，资源的合理应用问题也是非常重要的。城市街区路灯系统虽然看起来能源消耗不高，但是实际的能源消耗是非常高的，并且能源的消耗与实际需求不成正比，导致浪费资源现象的发生，这种现象发生说明这种设计是不合理的，因此，需要根据如今节能的理念来进行改善，并且还要结合新理念增加一些新的东西。

1. 传统路灯系统缺陷

如今是智能化的时代，智能系统贯穿在各个领域当中，在该背景下，传统路灯本身就存在一些缺陷，这些缺陷主要为以下几种：

1.1能耗应用不合理

路灯对于城市街区是非常重要的，给人们提供光亮，保障人们的安全出行，但是，传统的路灯照明是长时间都在工作，因为每个时刻的需求都是不一样的，因此，传统的路灯系统在每一个时刻都是按照统一标准来进行开启、关闭，这样就会在小的要求下形成能源消耗，这种能源是不必要的浪费，由此得出传统的路灯系统设计是非常不合理的。传统的路灯系统在建设的时候技术支持不到位，导致整个路灯系统都是按照同一个标准来运行，并且传统的路灯系统建设的数量都是根据城市街区的整体来进行设计的，但是，这种设计理念并不合理，路灯的数量难以控制，比如：路灯并不能完全覆盖街区、多出一些路灯等等，而多出来的路灯会造成多余的能源消耗，不符合如今的节能理念。

1.2功能较单一

随着社会的发展，城市街区的路灯系统应当具有多功能、低消耗的特点，但是，传统的城市街区路灯系统并不具备这些特点，传统路灯系统的功能只有照明，功能非常的单一。而相对于传统路灯系统而言，智能路灯系统不光有照明功能，还具备了其他的优质功能，这两者之间的差距还是非常大的，传统路灯系统功能单一，造成不必要的能源浪费，智能路灯系统则拥有多种实用的功能，并且不会造成能源浪费。

2. 智能路灯系统下智慧街区和智慧城市建设

2.1远程控制系统建设

要想让智能路灯系统能够正常的运行，控制系统是必不可少的，为了保障控制系统的便捷性，需要控制系统具备远程操控的功能。本文主要通过以太网、5G移动通信网络以及一些相关的通信模块组合成远程控制系统的框架。在功能控制方面选择智能网关、智能节点控制器，以这两个作为控制模块的控制器。比如：手机检测模块与远程智能监控重心，工作人员通过智能手机就能够看到系统中每个路灯的情况，如果某个路灯需要进行调整，可以将自动模式转为人工模式，通过工作人员来进行修改，如果都不需要调整就可以一直处于智能控制模式。传感器是智能控制模式的核心，因为智能控制模式主要是通过传感器提供的数据来运行，通过路灯外的光亮程度来自动控制路灯开关，如果路灯外处于灯光较暗的时候，就会自动打开路灯，而路灯外较亮时，则会自动关闭路灯。并且，网络通信可能会受到外部因素的干扰而导致不能正常通信，这会影响到控制的效果，因此，无线通信远程控制的设计理念也是非常重要的。在以上的设计理念中，主要通过TCP/IP通信协议以及以太网来实现数据通信。

2.2远程通信网络的构建

由上述内容可得，智能路灯系统的通信网络采用的是5G的移动通信网络，要想在该网络系统中完成数据交互，需要开展相关的设计工作，工作的内容主要可以分为硬件设计、数据通信链路设计这两种。

2.2.1数据通信链路建设

在数据传输这方面，公共的5G通信作为基础，以太网通信模块与TCP/IP通信协议为补充，这样能够让数据稳定的进入到数据库当中，而数据库的主要构成成分是以太网，能够实现数据库的接收功能，当完成数据的接收之后，会继续进行数据的存储以及分类工作，这样就能保障数据中心需要用到数据时，能够将数据按照相应的渠道传输出去，进而达到双向传输的目的；对于手机终端的设计也可以参照以上的理念来进行设计，公共的5G通信作为基础，以太网通信模块与TCP/IP通信协议为补充，最后达到双向传输的目的。

2.2.2硬件设计

第一，在选择智能网关控制器这一方面，5G通信、GPS授时定位模块以及RF通信结合起来，并且，要想让所有的模块都能在同一时间正常运行，需要选择MCU技术来进行管理，在此基础上，可以将智能网关控制器与上位机TCP连接起来，通过这种连接的方式能够有效的保障数据调度与传输的实时性，而且还附加断电查询功能，这对整个系统的运行都是非常有利的。第二，在智能节点控制器的设计这方面，主要选择高精度功率检测、车流人流检测及环境光线模块整合、太阳能充电管理以及RF通信，运行的方式还是采用上述的方法。

3. 远程智能数据中心设计

3.1结构设计

在进行结构设计时，第一先对数据链路通信层进行设计，通过5G网络集成来将所有的系统局域节点的数据集成起来，最终形成2个汇聚节点，这两个节点都与远程智能监控中心连接在一起，达到数据传输的目的。第二，数据链路通信层要与终端应用层与综合数据处理层连接在一起，然后开启各自的功能，终端应用层的工作主要是通过智能判断来做出相应的反应，形成一个个局域节点，而这些节点当中最少都有100盏路灯，这样就能覆盖城市街区的整个范围。

3.2功能设计

3.2.1ERP管理

采用ERP模块来作为管理模块，ERP能够将各个节点中的路灯都连接起来，这样能够实时监控路灯，实时分析路灯的数据，然后对数据进行处理，最后形成一个数据集成体。

3.2.2天文时钟

通过GPS定位系统与互联网的计时功能来实现天文时钟。第一，通过GPS定位系统，能够准确掌握每个路灯的位置，然后通过互联网的计时功能将路灯连接起来，最终实现天文时钟。天文时钟的作用是能够显示路灯的位置，这样方便维修人员进行维修。

3.2.3故障报警

增加一个故障报警模块，通过传感器来对路灯的状态进行分析，一旦发生故障，故障报警模块就会自动运行，警报会发送到技术人员的手机端，工作人员第一时间查看故障并采取措施解决故障。

4. 智能路灯系统智慧城市街道应用

4.1城市街道综合管理

由此可以得出，智能路灯系统不但具备照明功能，还延申出了其他的功能，在各种功能的结合作用下，路灯系统具备了城市街道综合管理的功能。比如：路灯的监控功能能够防止一些违法行为的发生，偷窃、非法集会等，这能够给人们建立良好的生活环境；还有空气检测功能，能够给当地天气局提供空气信息，根据天气对居民提出出行建议，这类功能还有很多，因此，智能路灯系统具备城市街道的管理资格。

4.2能耗管理

传统的路灯系统多少都存在一些能源浪费的情况，而智能路灯系统则很好的解决了这一问题，智能路灯系统能够根据当前的光亮程度来决定是否开启路灯，并且针对当前外界的光亮程度来调节路灯的亮度。因此，智能路灯系统会根据外界的情况随时调节，与需求保持高度的统一状态，这样就能最大程度的减少能源浪费情况的发生。但是，智能路灯系统也会出现问题，此时可以采用人工检测的方式来解决故障，并且系统还能实时检测智能路灯的运行情况，一旦出现故障，工作人员也能第一时间发现故障并解决故障。

5. 结束语

综上所诉，我国正在快速的发展，能源问题一直是人们重视的问题，传统路灯系统设计理念不合理，多少都会存在浪费能源的现象，如今智能化的发展速度加快，智能路灯系统的出现很好的解决了能源浪费的问题，并且在智能路灯系统背景下智慧街区和智慧城市建设也迫在眉睫，这样才能充分发挥出路灯系统的作用，给人们提供光亮的同时降低能源损耗，符合我国的节能理念，推动我国的经济发展。

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