城市智慧路燈系統(tǒng)的若干設計問題分析

王函

（山東愛普電氣設備有限公司，山東 濟南 250101）

一、智慧路燈的網絡問題

城市化建設提出了“智慧城市”的理念，在智慧城市建設的框架下，智慧照明是一個重要的課題，目前國內城市公共照明系統(tǒng)以物理控制手段為主，在上海、深圳等城市也有一定比例的公共照明系統(tǒng)，通過 GSM 網絡SMS 服務進行無線控制，控制和維護的效率較低，系統(tǒng)穩(wěn)定性不夠、控制效果較差。符合“智慧城市”理念的“智慧路燈”在上海已經率先有了部分試點路段的樣板。新型的智慧路燈或者智慧路燈桿集成了很多除燈光以外其他功能模塊，如 WiFi，RFID，視頻監(jiān)控，汽車充電樁，顯示屏，環(huán)境監(jiān)測，微基站等等一系列原本不屬于路燈桿的功能模塊，大大提高城市管理水平，集約城市公共資源。但由此帶來的龐大網絡系統(tǒng)負擔，卻不是目前現(xiàn)有網絡架構和數(shù)據管理平臺可以解決的問題智慧路燈是智慧城市建設的一小部分，但麻雀雖小，五臟俱全，其基本的功能結構是一致的。實現(xiàn)區(qū)塊路燈的開關以及調光，實現(xiàn)單燈信息的檢索與狀態(tài)反饋，這兩項功能是智慧路燈網絡的基礎功能，在此基礎上，預留足夠的帶寬，以保證實現(xiàn)監(jiān)控視頻數(shù)據流的傳送，城市無線網絡的覆蓋，流媒體的數(shù)據傳播等等一系列附加功能的累加，對于平臺管理來講，路燈的管控是雙向交互的，而其他功能的加載僅是單項的數(shù)據傳遞，但其所需要的數(shù)據流量卻遠遠大于路燈的信息量。例如一款集成 WiFi 熱點的智慧路燈基本網絡架構是將照明、安防設備、通訊設備系統(tǒng)集成在一根路燈桿上：安防攝像頭集成在路燈桿上，通過智慧路燈的控制板做到安防信息的上傳或者本地存儲，考慮在智慧路燈上集成 LED 顯示屏，作為信息發(fā)布的平臺。視頻數(shù)據可以通過有線（光纖）和無線（3G/4G）的方式傳輸?shù)街腔勐窡籼帯Ｓ脩敉ㄟ^搜索并登陸 WiFi 熱點的方式來收看視頻。具體的實現(xiàn)方式可以是在 App 或網頁上輸入手機號，通過短信獲得登陸密碼，從而登陸。這些功能的疊加大大拓展的智慧路燈外延，其商業(yè)價值及后續(xù)拓展空間就有了廣闊空間。

二、智慧路燈的認識問題

近年來，智慧路燈越來越被關注，因為其本身有助于提高城市管理水平，加強城市科技含金量，在現(xiàn)有的燈桿上集成了多種功能，實現(xiàn)了資源集約利用。但我們同時要有一個認識，智慧路燈歸根到底還是路燈，提供路燈的基本功能是其本職工作。同時智慧路燈又不僅是路燈，因為其承擔了遠超路燈本身的工作職能，由于出發(fā)的視角不同，對于智慧路燈的關注點就會不同。例如，原本定義一桿路燈壞了，通常我們就認為燈不亮了。現(xiàn)如今，一桿智慧路燈壞了，其包含的內容大大增加，可能燈本身并沒有問題，而是相關附加功能出現(xiàn)了故障。由此，智慧路燈的認識和標準統(tǒng)一是亟待解決的，到底什么是智慧路燈，哪些功能是必不可少，哪些功能是畫蛇添足，需要有明確的評判標準，以結果看要有助于提高道路行駛安全等級，提高城市交通管理水平是評判智慧路燈的基本標準。

三、系統(tǒng)設計

（一）數(shù)據通信鏈路設計

城市路燈智慧照明系統(tǒng)實現(xiàn)的最為核心基礎為遠程通信網絡構建，只有實現(xiàn)其遠程通信網絡才能對城市路燈進行智能化控制。首先，本文對遠程通信網絡設計主要基于3G、4G 技術及以太網通信技術。在 3G、4G 技術的移動通信模塊進行數(shù)據傳輸方面主要通過以太網技術模塊，以 TCP/IP通信協(xié)議方式進行完成。遠程智能數(shù)據管理中心對其傳輸過來的數(shù)據進行分類存儲；同理遠程智能數(shù)據管理中心以同樣方式將其控制數(shù)據與指令傳輸?shù)?3G、4G 技術移動通信模塊，該模塊將其相關數(shù)據與執(zhí)行指令傳輸?shù)皆O定后的每個路燈目標之內，其傳輸渠道主要通過無線局域網完成；手機監(jiān)測軟件也是通過 3G、4G 技術及以太網通信模塊將相關數(shù)據傳輸?shù)竭h程智能數(shù)據控制中心，遠程智能數(shù)據管理中心會對其進行針對性處理存儲。之后，遠程智能數(shù)據管理中心會采用同樣傳輸方法，將其數(shù)據傳輸?shù)绞謾C監(jiān)測軟件中，監(jiān)測軟件會對其數(shù)據信息進行分析判讀。通過分析判讀手機監(jiān)測軟件會對各路燈的運行狀態(tài)與照明效果進行問題分析，對其存在故障及問題路燈節(jié)點可以進行有效控制與調節(jié)，通過數(shù)據分析，科學、合理調整后可以使其照明標準明顯提升，進而可以滿足其城市照明與發(fā)展需求。

（二）遠程智能監(jiān)控平臺結構設計

在整體城市智慧路燈照明系統(tǒng)構建中遠程智能監(jiān)控平臺起到重要的關聯(lián)作用，它是數(shù)據通信鏈路與終端應用的重要載體及控制主體。其中，終端應用主要包括：手機終端與實際終端，實際終端可以根據具體規(guī)劃與設計，該實際終端主要包括：控制路燈數(shù)量、照明亮度與光色調節(jié)、區(qū)域及種類性能等。而數(shù)據通信鏈路是通過在各路燈中安置 3G、4G 通信模塊進而實現(xiàn)與遠程智能數(shù)據監(jiān)控平臺的關聯(lián)及傳輸。在遠程智能監(jiān)控平臺中，綜合數(shù)據處理模塊尤為重要，它主要包含：天文時鐘、權限控制、系統(tǒng)維護、ERP管理功能。

結語

通過對智能城市路燈照明系統(tǒng)中的相關技術及結構構件分析，將研究重點及應用影響進行具體闡述，從通信網絡搭建與數(shù)據傳輸入手，根據城市發(fā)展及百姓出行實際需求，對其智慧路燈照明系統(tǒng)及遠程智能數(shù)據處理中心的實質性與作用性進行闡述。并對其系統(tǒng)構建的步驟性與設計性進行探究，為城市交通照明與百姓生活做出相應貢獻。