智慧路燈設計簡析

曹盼

（保定市城市設計院 河北保定 071000）

1 智慧路燈系統概述

智慧路燈系統是信息化技術滲透于城市照明系統的具體表現，它改變了傳統路燈需要人工操控的特點。智慧路燈承載了多種使用功能，如交通遠程監控、公安遠程監控、污染物遠程監測、LED信息發布等，它以信息技術為載體構建了一個自動化、智能化、系統化的路燈服務系統，從而滿足城市照明多樣化的功能需求。智慧路燈系統還能對相關數據資源進行整合，它是由前端設備、通訊傳輸設備以及后端數據中心三大模塊組成。前端設備是由多個不同功能的傳感器、攝像頭、音頻設備和LED屏等設備組成。各類傳感器是感知環境狀態的主要設備，能夠實現對數據信息的收集；高清攝像頭可實現對前端音視頻、圖像等的實時收集；音頻設備的主要功能完成對各項音頻廣播的操作；LED屏是展示圖文、視頻等的主要載體。通信傳輸設備是負責接收前端設備數據信息的主要設備，并將接收到信號加密處理后上傳至數據中心。后端數據中心是集各種服務器、系統平臺、監控中心等多種管理功能為一體的平臺，負責數據的查詢、接收、處理等。

2 發展智慧路燈的必要性

2.1 智慧路燈設計需求較大

我國的智慧路燈設計起步較晚，相較于西方發達國家的發展技術仍有一段差距。在科學技術日新月異的情況下，我們所生活的環境及生活方式發生了巨大變化，人們更加注重生活的品質，這就為城市發展提供了動力，在智慧城市不斷涌現的前提下，智慧路燈設計成為必然。

2.2 提高城市照明質量、節約資源

城市照明經常存在無效運轉現象，同時路燈管理和維護工作量較大，使得資源浪費現象無法避免。智慧路燈的出現可有效解決城市照明系統建設中的信息孤島、重復建設等問題，同時能夠實現按需供電，避免了不必要的資源浪費。另外智慧路燈能夠實現城市各個角落每一路燈的全面監管，降低了維護管理成本。

3 智慧路燈系統方案設計

3.1 智慧路燈系統設計規劃

在智慧路燈系統設計過程中，我們首先要結合城市發展規劃，明確智慧路燈系統的功能目標及需求方向。并以此為落腳點，對系統結構需實現的功能進行針對性的設計，從而讓智慧路燈系統設計能夠滿足城市發展對照明系統的多樣化功能需求。其次是智慧路燈控制系統的設計。各種功能的控制軟件組成了智慧路燈的基本框架，軟件的設計要以實現智慧路燈的多層面需要為根本。如智慧路燈的通信協議、軟件接口以及處理方式等，都是完善智慧路燈各項功能的重要組件，促使軟件能夠遠程控制智慧路燈的開啟和運行方案。

3.2 智慧路燈系統設計實現

智慧路燈系統是由多個不同功能的子系統構成，各個子系統之間相互滲透，易于擴展，便于維護，使得整個智慧路燈系統運行的可靠性、穩定性大幅度提升。為確保智慧路燈系統能夠持續有效的發揮作用，必須要逐一優化各個子系統的設計，促使各個子系統都具有完善的功能，保障智慧路燈系統整體功能的正常發揮。而整個系統設計的實現，必須借助數據支撐系統的有效運行來實現各項功能。所以要對通信接口軟件、數據處理軟件以及操作管理軟件等三大模塊的功能進行系統規劃與設計。通信接口軟件大多安裝在智慧路燈桿上，同時LED燈，傳感網絡、傳感設備、攝像頭等多種感知設備也都集結于此。這些組件共同作用，完成對數據、控制信號、設備管理狀態、故障報警信息等的傳輸。這一模塊的設計主要通過智慧燈桿的配置管理來實現，對智慧燈桿上的各種感知設備工作模式、運行參數、空間布局等進行科學配置。一旦傳感網絡或攝像頭、傳感器出現異常時，即可通過平臺獲取相關信息。數據處理軟件是將傳感器、攝像頭反饋的數據以及智慧路燈系統本身記錄的數據進行收集、整理，通過數據處理平臺完成對數據的存儲和計算。如負責記錄溫度與車流量關系、人流量與電子顯示屏信息關系的傳感器，將數據傳輸至數據處理中心后，經過大數據處理分析，進而可得出與城市建設、管理、開發相關的信息，從而為城市管理者實現對城市的科學規劃提供可靠的信息參考。操作管理軟件的設計是通過智慧路燈控制器、智能單燈控制器、受控節能路燈、通訊模塊、網關及必要的配電設施等的有效管理來實現的。如通過對單燈控制器軟件實施命令操作可獨立完成對現場傳感器及路燈的遠程調控，同時這一控制軟件可作為智慧路燈最小的組成單元，在平臺的統一管理下協調運作。

3.3 智慧路燈系統質量檢測

為了確保智慧路燈設計更加嚴密與合理，要應用合理的智慧路燈系統檢測技術完成對其的質量檢測，從而保障智慧路燈系統應用的實效性與合理性。如在對某城市智慧路燈進行質量檢測時，我們可了解到智慧路燈設計中的檢測技術。如：①開始檢測之前首先要對智慧路燈的工作環境實施檢測，重點測試控制智慧路燈的終端設備、控制器、主機、軟件以及網絡等條件是否能夠滿足其正常工作的需要，對發現的問題要及時查明原因并有效解決。②檢測智慧路燈中的軟件通信接口是否能正常發揮作用，只有通信正常才能保證智慧路燈高質量的實現各項功能。③檢測智慧路燈數據處理能力。通過檢測處理數據的軟件來確定各軟件正常與否，同樣采用測試的方法檢查各軟件的運行情況，只有各類軟件運行指標達到相應的標準后才算測試合格。

3.4 智慧路燈維護系統設計

3.4.1 日常工作信息維護系統設計

智慧路燈維護系統設計可為路燈的高效運行提供保障。路燈系統的日常維護必須以路燈系統的工作信息為基礎，在設計時采用物聯網技術來實現對智慧路燈工作信息的收集。該系統的功能需要完成對路燈各項控制系統是否實現預期效果、路燈工作狀態是否穩定等信息的收集。這些信息通過傳感器輸送至中央處理器，以便管理人員結合路燈的運行狀況調整運行參數，或實施故障檢修。

3.4.2 常見系統故障應急系統設計

為降低因智慧路燈故障帶來的損失，應在智慧路燈系統設計中增加應急系統設計，以便維持路燈繼續高效率的運轉，如故障報警系統就是為了及時消除路燈故障，提醒人們迅速作出處理的應急系統。報警系統是以電路傳輸為載體與控制中心進行有效連接，當路燈系統出現故障時，即可將故障信息迅速傳輸至控制中心。

4 結語

智慧路燈設計是一項集多種專業與技術為一體的綜合學科，在設計過程中，要立足城市發展現狀，結合城市規劃需求，合理應用好可用技術，以此來實現智慧路燈的各項功能。隨著智慧城市建設的不斷發展，智慧路燈的應用范圍將會逐步加大，未來依靠智慧路燈實施信息收集的領域有很多，所以我們要不斷提升智慧路燈設計水平，優化智慧路燈建設環境，為實現物聯互通，數據共享等更多應用而發揮作用。