基于物聯網的智能路燈綜合服務技術研究

林日昕

中國聯合網絡通信有限公司深圳市分公司，廣東深圳 518048

基于物聯網的智能路燈綜合服務技術研究

林日昕

中國聯合網絡通信有限公司深圳市分公司，廣東深圳 518048

本文探討了將路燈作為智慧城市的末梢，提供智能路燈綜合服務平臺的概念。在這個平臺承載了路燈節能控制、道路環境測量、道路井蓋防盜、道路視頻監控、wifi覆蓋、電動車充電樁等服務。本文還探討了相關技術的難點和解決辦法。

物聯網；智慧城市；路燈；節能；電動車充電樁

1 項目研究背景及需求分析

隨著物聯網、移動互聯網、云計算等技術的發展，對于城市道路管理的重要組成部分－道路路燈的管理，從簡單的照明功能也進行了延伸。路燈已經不止是一個簡單的照明，而是未來智慧城市道路綜合管理的末梢。承載了節能、安防、便民等多種的用途。

2 智能路燈綜合服務平臺的設計

通過對市場的分析研究，我們提出了建設智能路燈綜合服務平臺的方案，對于路燈節能監控、路燈便民服務、路燈增值服務三個方向，綜合目前城市道路的電桿資源和管線資源，給出了綜合解決方案。

下面分別描述相應的功能。

1）路燈節能監控。

（1）路燈遠程監控及GPS定位：實現路燈的定位、系統單燈遠程開關控制、運行狀態監視與故障檢測功能。

（2）路燈GPS定位：實現道路路燈GPS定位功能，以及監控平臺的路燈GIS顯示功能。

2）路燈便民服務。

（1）環境溫濕度與空氣質量測量：實現城市道路環境溫濕度與空氣PM2.5指標測量功能。

（2）井蓋防盜：實現城市道路井蓋安防監控功能 。

3）路燈增值服務。

（1）道路視頻監控：實現城市道路重點路段與場所、以及路燈安防的實時視頻監控功能。

（2）WIFI網絡覆蓋：實現城市道路WIFI網絡覆蓋功能。

（3）電動車充電樁：將路燈改造為智能充電樁，為電動車進行路邊充電。通過提供方便的路邊充電樁，可以解決電動車產業的難點，拉動產業發展。

3 實現的關鍵技術

本平臺的主要創新的技術比較多，包括了網絡的協同共享技術、路燈便民服務接入、充電樁的室外漏電保護等，下面分別進行描述。

網絡協同共享技術：

由于綜合服務管理平臺的接入單元有多種，其中環境檢測、井蓋防盜要通過Zigbee綜合接入單元接入到路燈綜合服務平臺；智能充電樁、路燈遠程控制要接入到路燈綜合服務平臺；道路實時視頻通過4G網絡或光纖單獨接入到視頻綜合服務平臺；wifi覆蓋要接入到互聯網。

綜合服務管理平臺接入網絡的特點是所有的對外通信復用一條通信線路；4G或光纖接入看現場的環境來確定，對于無法布放光纖的接入點采用4G接入；三個網絡通過VPN分開，對于控制單元保證1M固定帶寬，對于視頻優先保證5M帶寬，對于wifi互聯網接入服務不保證固定帶寬，先到先得。

路燈便民服務接入：

1）環境溫濕度與空氣質量檢測接入。

通過在前端加裝PM2.5傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器等可以實現城市道路環境溫濕度與空氣PM2.5指標測量功能。由于傳感器的安裝位置不一定可以與燈桿的位置有線路連接。在這里使用最為省電的ZigBee的終端節點進行數據傳輸，采用紐扣電池供電，再在路燈桿上安裝ZigBee的會聚節點，可以方便的實現數據傳輸。電池可以三個月更換一次。

另在關鍵位置的路燈上通過LED顯示屏顯示相關的溫度、濕度、PM2.5等數據，方便市民出行查看。

2）井蓋防盜：通過在井蓋下加裝水銀平衡檢測控制器，如果失去平和，將通過ZigBee終端節點，將信號傳輸到會聚節點，并在系統后臺實現實時告警。

電動車充電樁電源保護：

作為室外的充電樁，氣候環境條件復雜，安全保護包括了對雨天漏電、人為事故斷電、充電線路漏電等異常情況的保護。為此需要設置充電安全保護機制：在未充電狀態下，電樁的觸口無電，只有在用戶插入預付費卡，通過扣費認證的用戶，充電樁才能進入充電準備狀態。插入車輛的電池組連接正常后，才開始進行智能充電，并開始計費。

充電樁的內部保護邏輯是：在充電樁的刷卡區域刷卡，開始充電。主控電路判斷系統是否處于過載或欠流的情況。目前的額定輸出電流為3.3A，當電流大于3.3+0.5A時，0.5s以后，由主控電路觸發斷路器，充電樁產生過流保護，停止供電；當電流小于1±0.2A時，主控電路觸發斷路器充電樁產生欠流保護停止供電。同時主控電路控制指示燈，提供綠、藍、黃三色，分別代表了可以充電狀態、正在充電狀態以及異常保護狀態。

4 結論

作為未來智慧城市神經網絡的末梢，路燈網絡天然具有了落地快、覆蓋全、電力和電信網絡易于到位等優勢，除了承載節能、便民、wifi、充電等用途外，還可以開發多種基于智慧城市的智能應用。本項目目前在深圳市路燈管理局的主持下，深圳聯通、比亞迪公司深度參與了這個項目，目前已經建設了樣板站點，即將在全市進行推廣。相信隨著產業鏈的進一步成熟，相應的技術也將逐步邁向成熟。

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TN929.533

A

1674-6708（2015）144-0093-01

林日昕，畢業院校：北京郵電大學，19年電信行業工作經驗，智慧城市專家,先后從事移動網絡、數據網絡、增值業務、互聯網業務和集團客戶行業應用的技術工作,對平臺設計、產品設計有豐富的經驗,主持過千萬用戶級的互聯網平臺架構設計