基于智慧城市探讨智慧路灯设计

基于智慧城市探讨智慧路灯设计

李帆涛

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摘要：随着时代的发展，城市规划的设计都会朝着智能化方向发展，以计算机技术为基础，将物联网与各种传感技术相结合，构建智慧城市，是现代城市发展的必然趋势。智慧路灯是智慧城市建设中的一项关键技术，能够实现对路灯的智能化调控，减少路灯的运行能耗，确保其人性化、绿色、安全。论文以智慧城市为背景，对智慧路灯的设计进行了研究。

关键词：智慧城市;智慧路灯;设计

引言

在“智慧城市”的大背景下，智慧路灯的开发与设计，是当前城市路灯发展的必然趋势。智慧路灯是一种智能、可靠的路灯，它能够满足城市的照明需要，保证夜晚的行车安全。在智慧路灯的设计中，运用了多种信息技术，其目的是要对智慧路灯系统进行完善，提升城市路灯的服务水平，进而为城市运行提供便利服务，对城市路灯的照明环境进行优化。

一、智慧路灯设计的必要性

（一）大量的设计需求

随着时间的推移，人们对生活品质的要求越来越高，所以，在国内，智慧路灯的整个系统设计也要与时俱进，才能满足人们不断增长的需要，促进城市发展水平的提高。在智慧城市不断发展的过程中，对智慧路灯进行合理的设计与构建，既能够满足人们不断增加的对城市环境的要求，又能够大大提升城市的整体建设水平，使城市的设计与建设变得更加完美，给我国的城市发展提供了更多的可能。

（二）提高照明质量

近年来，我国发电和用电失衡问题日趋突出，发电量严重不足，不能满足人们对电能的需求。对城市经济发展提出了严峻挑战。伴随着社会的发展，这种不均衡现象也越来越明显。为缓解我国居民用电压力，提升城市照明质量，实现节能降耗，有必要对智慧路灯进行合理的设计与建设。

伴随着科学技术的发展，智能路灯已经成为当今智能化城市发展的一个重要组成部分，其目的是以更高效、更安全、更节能、更环保、更可靠、更可持续的发展，更好地为广大城乡居民提供服务，并得到了政府及社会各界的肯定。运用先进的技术与方法，与智能的道路照明系统相结合，能够极大地提高智慧城市的运营水平，为居民提供一个安全舒适的生活环境。

二、我国智慧路灯运营现状

（一）管理系统缺乏秩序性

随着科学技术的进步，我国的智慧路灯设计实施也在逐步走向智能化，然而，因为缺少有效的管理，路灯设计实施部门和后期维修部门的交流还比较困难，这对路灯的使用安全造成了很大的影响。经调研发现，很多已投入智能路灯运营的城市，都存在着路灯故障反馈不及时、问题处理不及时等问题，不仅造成了巨大的人力物力浪费，而且还严重影响了路灯的巡查效率。

（二）缺乏智能分析信息数据能力

"智能化"是智慧城市建设的重要量化指标，其实现需要先进信息技术的支持，包括收集、处理、组织、归纳各类数据的设备，以及一套完整的信息反馈系统，从而使我们能够更有效地进行智慧城市建设。智能分析技术在现代智慧路灯系统中尤为重要，但当前普遍采用"人工"《标准》，限制了其智能化水平的发挥，需要加大"人工"的应用力度，才能更好地实现路灯的电能统计和分析。

三、智慧路灯系统设计

（一）智慧路灯通信设计

通信层的功能是向各种不同的端口传送信息，它包含：1.因特网层，它把客户端的浏览器与通信网络连接起来。这一层主要是对网络信息服务器， B/S终端应用，数据库， C/S终端通讯软件进行管理和监控。2.GPRS层，是用来监控、管理数据传送的速率、稳定度，并利用 gprs协议对该数据传送进行监控、管理。3.Zigbee 层，对信息的传递进行监控与管理。通过GPRS技术，智能路灯的客户机能够通过网络接入 GPRS，并能够将其与GPRS无线传输模块连接起来，从而能够对整个道路进行监控，达到对道路进行综合管理的目的。另外，通过 ZigBee技术，可以在较长的时间内，对道路进行远程监控，达到对路面进行综合管理的目的。

（二）路灯数据流图设计

通过 B/S终端平台发送的控制命令，存储到路灯中心服务器，由 C/S终端监听程序获取该命令，并将该命令转化成 GPRS信号，再传送到网关，最后传送到电子镇流器上，以达到监控、报警的目的。利用 C/S终端的监控功能，可以得到路灯的实时状况，并由电子镇流器发送出去，把实时状况转变成便于管理的状况，并将其保存到 B/S系统中，方便以后的管理与维修。

（三）逻辑功能结构设计

智慧路灯的核心功能是通过中央数据库和地图 APP来实现，具体有：设备管理、远程监控、照明策略、数据统计分析、地理信息管理和运维管理。该系统的实现，将极大地提高城市道路照明系统的运行效率与安全性能。在逻辑功能结构中，各系统之间相互配合，并非独立运行，所有系统都由中心数据库和地图 APP控制，以保证智慧路灯的高效应用。

四、提升智慧路灯设计与实施成效的有效措施

（一）将智慧路灯设计系统化

在进行智慧路灯的设计时，除了要考虑到其基础的性能和特点之外，还需要采用综合的技术手段，来保证其具有一个完整的智能化架构，并且要对每个工作进行仔细的计划，以保证其能够高效、稳定地完成，从而使整个的智能路灯管理体系更加健全，并能够满足不断增长的社会需要。智能路灯技术的开发，将会涉及到数字化、网络化、安全、高精度和高稳定性等方面。因此，对智能路灯的数字化、网络化、安全性和高精度等方面的技术进行深入的研究是非常必要的。另外，为了更好的评价其性能，更好的解决实际应用中遇到的困难，也需要有一个很好的数据模型和数据库。经过整体的规划与改善，将会是一个更为完美的智能化的城市道路照明系统。

（二）保障智慧路灯系统设计的实施

在设计与实施智慧路灯系统时，要充分发挥通信接口软件与运行管理软件的功能，保证施工与线路连接的顺畅。在具体实施时，要结合具体情况，对各部分进行整体优化，使其具有高效、便捷的管理、运行与维护等特点。

（三）建立可靠的监测,维护体系

智能路灯系统的设计、实施和维护都是一个非常重要的环节，要确保其正常运转，就必须对其进行可靠的监测，确保其严密合理。应该配备一名专门的监督人员，对整个系统的运行情况进行定期的检查，具体包括了主控制器、控制终端设备、网络环境、软件环境等，对信息集成过程是否展开有效的运行、数据处理以及监控维护和改进工作，以检查系统的运行情况。

（四）环境数据的采集

将路灯用作环境监测的载体，并不是要替代气象部门所设置的环境监测站，而是要充分利用路灯的普遍特性和其空间资源，使路灯能够对特定区域的环境情况进行更为实时和精确的了解。由于政府设置的环境监测站点密度较低，监测的范围较广，并且在互联网上获得的信息具有滞后和延迟。因此用路灯来构建网络，不仅能更好地监控一片区域的污染状况，还能更好地调节灯光的颜色温度，同时还能得到一些有价值的信息。

结论

智慧化是指一种综合性的、具有前瞻性的、可持续的、可操作的、将会是未来城市发展的主要方向，而"智能化"是指它是一种能够提高人们生活品质的可持续和可操作的未来。智慧路灯是智慧城市建设的重要组成部分，其建设和应用关系到城市的可持续发展。为此，需要在保证智慧路灯安全性的前提下，对其安装、使用和维护等方面进行改进，使其在智慧城市中发挥重要作用。

参考文献：

[1]周万禹,桂永杰,焦东海,等.基于NB-IoT的智慧路灯控制系统[J].物联网技术.2020,(7).

[2]周启沛,谢毓鸿.多功能智慧路灯的控制系统与设计[J].科技与创新.2020,(14).