一種基于城市物聯(lián)網(wǎng)基站的智慧城市照明管理系統(tǒng)

劉洪賓

摘要

本系統(tǒng)以光纜和無線Wi-Fi通訊技術(shù)為核心，可以實(shí)現(xiàn)對智慧城市照明系統(tǒng)的管理功能。如_遠(yuǎn)程控制燈具的開關(guān)、檢測燈具的工作狀態(tài)，根據(jù)需求靈活的定制開關(guān)燈方案，實(shí)現(xiàn)路燈資產(chǎn)的管理，實(shí)現(xiàn)維修的工作派單等，從而實(shí)現(xiàn)高效率的智能化管理。另外，作為智慧城市的城市物聯(lián)網(wǎng)基站，可以提供如下信息：PM2.5檢測，應(yīng)急報(bào)警，風(fēng)光雨檢測，無線基站，人機(jī)界面，多媒體廣告屏，汽車充電樁，視頻監(jiān)控等。

【關(guān)鍵詞】無線Wi-Fi PM2.5監(jiān)測 風(fēng)光雨監(jiān)測 人機(jī)界面 多媒體廣告屏 汽車充電樁 視頻監(jiān)控

1引言

現(xiàn)在，智慧城市己經(jīng)進(jìn)入全面建設(shè)階段，作為智慧城市重要組成部分的智慧照明還處于相對落后的階段：目前，有不少大中城市采用現(xiàn)代化的“三遙”（遙控、遙測、遙信）智能控制系統(tǒng)，這些系統(tǒng)基本都是只能實(shí)現(xiàn)支路控制、監(jiān)測，不能對單燈進(jìn)行有效管理，不能適應(yīng)現(xiàn)場復(fù)雜多變的環(huán)境。

無“遙調(diào)”功能，也就無法實(shí)現(xiàn)路燈亮度的調(diào)節(jié)，只能控制某條支路的開關(guān)。

路燈故障基本都是靠電流檢測估算出來的，誤報(bào)警的幾率高，且報(bào)警不能準(zhǔn)確定位到燈桿。

還有一些采用zigbee無線通信技術(shù)的單燈控制方案雖然實(shí)現(xiàn)了單燈控制功能，但是這種單燈模塊有通信天線，只能安裝在燈頭上，通信天線必須外露，施工難度大。

綜上所述，現(xiàn)在的城市照明管理系統(tǒng)，多停留在非智能的管理階段，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在智慧城市賦予智慧照明系統(tǒng)的要求。

我們的基于城市物聯(lián)網(wǎng)基站的智慧城市照明管理系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)城市照明管理功能的基礎(chǔ)上，還可以作為智慧城市照明的一個(gè)物理基礎(chǔ)設(shè)施，向智慧城市系統(tǒng)提供一些綜合運(yùn)營管理信息：如：PM2.5檢測，應(yīng)急報(bào)警，風(fēng)光雨檢測，無線基站，多媒體廣告屏，視頻監(jiān)控等，基于城市物聯(lián)網(wǎng)基站的智慧城市照明管理系統(tǒng)是將來智慧城市照明系統(tǒng)的方向。

系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心云平臺、通訊網(wǎng)絡(luò)、智能監(jiān)控終端、城市物聯(lián)網(wǎng)基站等四部分組成。

系統(tǒng)工作如下：

每個(gè)變壓器端安裝有一個(gè)集中控制器，用來實(shí)現(xiàn)智慧路燈照明管理。

每個(gè)燈桿安裝一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)基站，物聯(lián)網(wǎng)基站通過光纜或光纜轉(zhuǎn)出的無線AP網(wǎng)絡(luò)接入

智慧城市照明云平臺。

2硬件設(shè)計(jì)

2.1智能監(jiān)控終端

（1）數(shù)據(jù)采集功能：可采集本地母線交流電信息（三相電壓、電流、有無功功率、功率因數(shù)、有無功電能量等）、支路數(shù)據(jù)信息（支路開關(guān)狀態(tài)、支路電流等）。

（2）遠(yuǎn)程通信功能：遠(yuǎn)程通信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)召喚傳送、定時(shí)傳送、報(bào)警和遠(yuǎn)程控制命令功能。

（3）支路控制功能：集中控制器可以控制支路的通斷。

（4）顯示功能：友好的人機(jī)界面，可以方便的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和告警信息的本地查詢及本地控制維護(hù)等。

2.2城市物聯(lián)網(wǎng)基站

（1）自動和手動控制功能：可解析監(jiān)控中心云平臺的命令或本地手動操作控制，下達(dá)指令給任意單燈控制器，控制路燈的調(diào)光或開關(guān)燈等。也可按設(shè)定的程序自動控制路燈的運(yùn)行。

（2）數(shù)據(jù)采集功能：可采集單燈運(yùn)行狀態(tài)（開、關(guān)、亮度或故障等），出現(xiàn)告警后可主動上報(bào)監(jiān)控中心云平臺。

（3）環(huán)境監(jiān)測：城市物聯(lián)網(wǎng)基站上的風(fēng)雨傳感器，光照度計(jì)，溫濕度傳感器，PM2.5傳感器，可以測量風(fēng)光雨、空氣溫濕度、PM2.5、PM10等環(huán)境數(shù)據(jù)，并上傳到監(jiān)控中心云平臺。

（4）無線覆蓋：安裝在路燈上的微基站，可以實(shí)現(xiàn)有路燈的地方就有Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)覆蓋，可以讓大家隨時(shí)上網(wǎng)；另外，Wi-Fi可以作為物聯(lián)網(wǎng)基站的上行通訊通道。

（5）智能充電網(wǎng)：利用現(xiàn)有的路燈供電網(wǎng)絡(luò)安裝充電樁，通過物聯(lián)網(wǎng)基站實(shí)

現(xiàn)充電管理，這樣大家的手機(jī)、電動車等在戶外沒電了，可以很方便的找到附近的充電樁充電。

（6）便民服務(wù)：通過路燈上安裝的人機(jī)界面，可以實(shí)現(xiàn)信息查詢，充電粧管理，小額支付服務(wù)等功能。

（7）多媒體信息發(fā)布：路燈上安裝的多媒體屏幕，可以用來實(shí)現(xiàn)道路交通引導(dǎo)、特殊天氣預(yù)警，廣告發(fā)布等功能。

（8）視頻監(jiān)控：路燈上安裝的攝像頭，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙調(diào)，遠(yuǎn)程查看，視頻錄像等功能，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控道路的運(yùn)行狀態(tài)。

3監(jiān)控中心云平臺

（1）路燈基本運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測。

可以檢測路燈的電壓、電流、功率以及開關(guān)燈等信息。

（2）路燈故障GIS定位監(jiān)測。

當(dāng)路燈故障，不能正常亮燈時(shí)，在GIS上，可以準(zhǔn)確的指定路燈的位置。方便維護(hù)人員到現(xiàn)場找到故障燈，并及時(shí)維修。

（3）路燈遠(yuǎn)程操作控制。

（4）智能擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

由于終端采用的是城市物聯(lián)網(wǎng)基站，所有的接口都是開放性的，不同的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都可以通過標(biāo)準(zhǔn)的通訊口接入系統(tǒng)，為將來系統(tǒng)的升級和兼容性提供了技術(shù)平臺。

（5）遠(yuǎn)程遙視監(jiān)控路燈工作環(huán)境。

（6）按需調(diào)控的智能策略

定時(shí)控制、來車控制、光照控制。

（7）遠(yuǎn)程監(jiān)控能耗統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)路燈數(shù)量、時(shí)間等相關(guān)運(yùn)營數(shù)據(jù)，進(jìn)行故障率、亮度率、亮燈時(shí)間、能耗等的匯總統(tǒng)計(jì)和分析。

（8）精細(xì)化路燈設(shè)備信息管理

管理燈桿、燈具、位置、設(shè)備等信息，方便資產(chǎn)的管理與維護(hù)，提高了管理效率和使用效率。

（9）故障運(yùn)維遠(yuǎn)程管理

發(fā)生告警時(shí)，可以采取靈活的通知方式，短信或電話的方式，通知相關(guān)負(fù)責(zé)人，及時(shí)采取有效措施。

（10）多種報(bào)警處理。報(bào)警內(nèi)容有：白天亮燈、晚上燈故障、電壓越限、失壓、缺相、開關(guān)量異常變位、交流電停電、交流電上電、支路電流異常等。

（11）群組控制功能：可分別對變壓器、燈桿及燈頭進(jìn)行分組，方便操作，還可實(shí)現(xiàn)各種用戶需求。

（12）數(shù)據(jù)報(bào)表功能：可自動或手動將歷史數(shù)據(jù)形成表格導(dǎo)出，以供用戶備份查看。

（13）檔案信息表格導(dǎo)入導(dǎo)出功能：街道、變壓器、燈桿、燈頭等檔案信息可以形成表格導(dǎo)入導(dǎo)出，極大的方便了用戶管理維護(hù)。

（14）地理信息GIS功能：以空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，將路燈、箱變等城市照明部件與地理位置的圖形信息有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對城市照明部件與地理信息管理，包括信息的添加、修改、刪除、查詢、定位、統(tǒng)計(jì)和分析等。

4結(jié)束語

本系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了智慧城市照明系統(tǒng)的智能化，還實(shí)現(xiàn)了廣告信息發(fā)布，城市應(yīng)急指揮，遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，空氣溫濕度測量，PM2.5檢測，應(yīng)急報(bào)警，Wi-Fi服務(wù)，積水檢測等功能，從而為智慧城市的建設(shè)提供了最佳的入口。

參考文獻(xiàn)

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