智慧城市背景下的智慧路灯合理性设计

智慧城市背景下的智慧路灯合理性设计

冯玉祥

龙腾照明集团股份有限公司 江苏高邮 225600

摘要：智慧路灯可根据车流量大小及天气情况自动调整灯光大小，降低了路灯无效运转造成的能源消耗，相较于普通路灯节能60%以上。同时路灯管理人员可通过智慧路灯系统实现对每个单体灯的全面监管，不仅可及时发现路灯运行故障，提高检修效率和质量，而且省去了夜间路灯巡检环节，使得路灯管理人员工作量大幅降低。随着互联网技术不断创新、城市快速发展，利用智慧路灯使其多功能复用、信息共享、交互利用，为更好的管理城市公共设施，提供了很好的支持。

关键词：智慧城市；智慧路灯；基础设施

引言

智慧城市背景下的智慧路灯相关设计，是未来城市建设的重要趋势，也是保证路灯真正满足城市照明需求、人们日常需求的一个重要途径。智慧路灯在设计中需要采用多种不同的信息化技术，如物联网、计算机技术、传感器技术等，主要目的是完善当前路灯运行的相关体系，提升城市中路灯的实际服务水平，为人们提供更便捷的服务。在实际的设计中，需要从优化城市照明环境的角度出发，对智慧路灯设计进行有效完善，通过提升路灯设计的合理性、有效性，降低能源消耗，创建更绿色的智慧城市环境。

1智慧路灯的功能

LED智慧路灯，即借助应用可靠、高效、先进的通信技术，立足于传统路灯的功能，以及集成路灯的远程控制、汽车充电桩、安防监控、智能感知、手机信号覆盖等功能，将传统灯杆作为物联网的主要载体。

（1）路灯智能管理和控制。路灯智能管理和控制借助自动检测技术、新型传感技术、制动控制技术、计算机网络技术以及先进的通信手段等组成无线监控系统，以迅速地对城市道路照明系统予以智能监控，远程遥监和遥控路灯与电源，并科学地进行养护与维修，以便于维护人员更好地掌握路灯运行情况，促进路灯运行质量显著提升。

（2）电子广告屏。积极对政府公益信息进行传达，第一时间让商业、交通等相关信息得到广泛传播，并实现不同时间、分别播放等相关功能，促进效益提高。同时还可以和实时交通信息相结合，展开合理的交通诱导等。

（3）城市感知。现阶段，基础设施丢失或损坏、城市污染等问题日益加重，进而需要确保城市基础设施维护以及环境监测工作满足更高的要求。基于LED智慧路灯合理有效布局城市，将城市感知网络系统形成，可以将不同区域的雨量、水质、PM10、PM2.5、噪声、风力和风向的真实情况，以及发展趋势等，全面、准确、及时体现出来，并实时监控基础设施实际运行状况，确保环境科学研究、环境规划以及环境管理有据可循，提供准确、及时的信息，确保城市基础服务作用的良好发挥。

2智慧路灯设计现状

智慧路灯的设计和建设，能够有效地提升城市发展整体水平，从根本上解决了传统路灯存在的能源浪费问题，为人们的生活提供方便。

2.1秩序性相对比较差

由于我国在智慧路灯方面的设计、研究以及建设工作发展比较晚，当前国内的管理系统和秩序存在混乱问题，缺少合理经营规划，造成前期的设计和规划工作难以实现实际的设计和规划目标，影响了智慧路灯发挥应有的作用。由于具体的实施部门也无法与后期维护部门之间实现有效沟通，无法保证智慧路灯真正发挥出实际作用。此外，根据相关的调查可以发现，当前在我国的多个城市中，依然存在路灯故障反馈不及时、故障解决不彻底等问题，巡检方面也会由于技术上的限制，造成一定资源浪费。

2.2智能数据分析水平较低

在信息化不断发展的背景下，当前计算机技术的不断发展，为人们生活带来了巨大变化，各种通信技术有效提升了人们的生活、生产质量。在智慧城市的背景下，当前智慧路灯正处于不断发展的阶段中，其在智能分析数据方面的能力能够直接影响智能化水平。根据当前我国的路灯系统设计情况，在管理、设计落实、后期维护等方面依然存在明显的问题，如大部分工作都需要人工完成、无法及时对照明信息实施计算和评估等。影响路灯系统中电量统计分析工作，造成路灯系统智能化水平比较低，阻碍了智慧路灯设计水平的提升以及智慧路灯系统的有效发展。

3智慧路灯系统设计

3.1路灯通信设计

（1）Internet通信层。

连接客户关浏览器和网关的一个层面，主要控制智慧路灯的中心服务器，如IIS信息服务器管理器、数据库、B/S端的应用程序等。

（2）GPRS通信层。

对智慧路灯的通信开关进行有效控制，保证网关在通信方面的准确性以及可靠性。

（3）Zigbee通信层。

对路灯设备进行直接控制。智慧路灯通信设计的具体工作方式：智慧路灯的实际客户关浏览器，通过互联网以及中心服务器建立有效的通信关系，通信系统按照TCP的相关协议介入GPRS无线通信的相关模块中，与控制柜中的网关互相连接，网关与Zigbee网络共同构建对应的控制系统，实现对智慧路灯系统中的各个灯具进行控制，完成智慧路灯系统的实际通信过程。

3.2智慧路灯系统框架搭建及设计规划

当前城市智慧路灯的发展和应用主要基于LED照明设备实现，城市传统照明普遍更换为LED照明是实现智慧路灯系统的前提。智慧路灯系统框架的搭建与设计需要以智慧城市发展设计作为依据，以便城市智慧路灯能够与智慧城市实现无缝对接。在智慧路灯框架中，主要包括照明终端（照明设备）、通信体系、中心服务器（包含数据处理以及网管）、照明监控终端等。

照明终端主要功能是提供照明服务，即城市智慧路灯采用的灯具设备；通信体系包括智慧路灯数据采集传输及控制中心指令下达传输；中心服务器是控制智慧路灯系统的核心。通过数据分析处理，实现对城市照明体系的统一管理与控制，与智慧城市控制系统进行对接，形成完整的城市智慧网络体系。照明监控终端是保障城市智慧路灯系统正常运行的重要部分，通过其数据监控采集，对路灯工作状态进行实时反馈，为服务中心指令下达提供数据支持。

3.3数据流图设计

利用智慧路灯设计中的数据流图，对数据流实际设计过程进行分析，如B/S端的系统平台能够在智慧路灯系统内下达对应的控制指令，控制指令会直接存储到中心服务数据库内，此时服务器B/S中的监听软件模块能够直接接收相关的控制指令，在数据库中对控制指令进行提取，打包在GPRS的环境中，将其发到对应网关模块中，网关再向路灯中包含的电子镇流器发送对应控制指令，促使路灯系统中的单灯开始运行，单灯运行的实际数据信息。通过逆向传输的方式，传送到电子镇流器内，通过镇流器对运行信息进行反馈，C/S端的监听软件准确接收对应指令，将其存入数据库内，便于B/S系统平台，对路灯的实际运行数据进行查询。

结语

智慧城市背景下的智慧路灯设计工作，在注重绿色、环保、节能的基础上，积极融入现代化的信息技术，按照城市中对照明的实际需求和规范，合理开展智慧路灯设计工作。在实际设计中不仅实现了对城市照明的有效管理，也能够真正将建设智慧城市体现在细节处。保证智慧路灯的设计，真正为人们生活、生产带来便利，也可以体现出智慧路灯的实际按价值，满足智慧城市建设的实际需求，促使城市能够实现更好发展。

参考文献

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[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）：23-26，29.

[3]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，2020，10（7）：82-84.