基于物聯網技術的智慧路燈系統設計

鄧喜該

摘要：路燈系統是重要的城市基礎設備，關系到人們的夜間照明體驗。城市路燈數量分布于多個區域，因此在設計過程中應該采用智慧路燈系統，強化路燈系統管理效果。在設計過程中，設計人員基于物聯網技術，構建智慧路燈系統框架，能夠強化智能終端設計，完善運行平臺和管理平臺，提升系統設計效果。故此，文章將詳細分析物聯網技術智慧路燈設計系統。

關鍵詞：智慧路燈系統;物聯網技術;設計

路燈系統是城市夜間照明的重要基礎設施，對于人們的城市生活居住體驗具有重要意義。路燈系統發展過程中經過了多個階段，從最初簡單的統一化系統設計模式，到如今的智慧路燈設計系統[1]。在智慧路燈系統設計過程中，物聯網技術發揮了重要作用，能夠提升其智慧管理能力，改變統一化、粗放式路燈系統管理模式，降低系統管理成本，實現精準控制，符合綠色、節能城市發展理念。

一、智慧路燈系統框架

智慧路燈系統具有智能化、便捷化管理特征，需要物聯網技術給予支持。智慧路燈系統主要包括圖像采集、信息采集、無線AP等模塊，能夠對路燈系統進行高效化管理，降低照明以及業務管理成本[2]。智慧路燈系統屬于智慧城市的一部分，也是智慧城市功能的重要體現。系統管理平臺主要包括兩大部分，分別為管理云平臺與智能終端兩個部分，兩個部分可以相互交流數據，云平臺又可以進一步細分為業務與設備管理平臺兩個部分，如圖一：智慧路燈系統框架。

智慧路燈系統具備自我調節能力，能夠根據自然環境光照、環境變化，調節照明強度，改變照明范圍，甚至能夠實現系統范圍內的單體控制，改變了傳統統一式系統控制方法，強化智慧路燈系統節能性。

智慧路燈系統能夠實現遠程控制，管理員可以依靠平臺數據記錄、監控、故障報警等功能，準確掌握智慧路燈系統運行狀況，不僅能夠實現精準化管理，維修人員也可以通過故障報警信息，快速維修故障問題，減少故障率，降低智慧路燈系統維護成本[3]。

二、智慧路燈系統智能終端

智能終端部分主要承擔了信息獲取、感知角色，包括多個模塊：（1）電源模塊;（2）通信模塊;（3）主控核心模塊;（4）前端傳感器;（5）報警模塊;（6）LED控制模塊;（7）其他等。如圖二：智能終端拓撲結構。

主要模塊介紹：

第一：主控核心板模塊。能夠對各個終端部分進行智能控制，具有良好的拓展性，可以配合前端設備使用。主控核心模板設計過程中，采用高性能核心板塊作為材料，數據傳輸功能強大。

第二：通信模塊。目前智慧路燈系統主要采用4G網絡運行，使用LTE多模通信模組，并使用MQTT協議完成通信過程。隨著通信技術不斷發展，智慧路燈系統通信模塊，正在積極推進5G網絡技術完成通信過程，系統能夠傳輸更大容量的文件信息，如果配合系統其他模塊，可以實現信息資源共享[4]。管理員也可以直接通過通信模塊下載大量的數據，并及時進行數據分析，實現多功能控制。另外，通信模塊也具備WIFI熱點共享能力，在智慧城市發展過程中能夠為市民提供WIFI。

第三，電源模塊。智慧路燈系統電源模塊，是系統照明供應穩定性的重要基礎，如果電源模塊出現問題，將會導致系統癱瘓。在報警模塊中，能夠對電壓、電流檢測進行，如果發生電路中電流、電壓運行異常，會立即進行故障預警，并將相關信息及時傳送給主控核心模塊，并由主控核心模塊發布控制命令[5]。

第四，前端傳感器。主要用于采集環境信息，能夠對路況、空氣以及環境溫濕度進行監測，并將相關信息及時傳遞給后臺。

三、智慧路燈系統云平臺管理

城市路燈數量眾多，必須依賴于智能管理平臺，才能夠實現高效化、便捷化管理。智慧路燈系統平臺設計中，需要考慮到設備管理與業務管理兩大方面，能夠全面覆蓋日常管理內容。

（一）設備管理平臺

設備管理平臺，可以查詢設備工作狀態，執行、下達設備管理命令。具體內容如下：

第一，設備接入。設備管理平臺能夠根據實際需求，接入不同的管理設備，滿足設備管理信息交流。系統運行異常情況下，接入設備也可以與平臺進行信息交流，保障基本業務交流內容。

第二，狀態查詢。設備運行狀態是管理員制定管理命令的重要依據，因此平臺應該具備設備狀態查詢功能，了解設備運行位置、狀態、鑒權信息等相關內容。

第三，接收功能。管理員需要借助設備管理平臺實現路燈系統設備管理，因此平臺應該具備命令收發功能，可以將管理員命令迅速傳輸給各個設備，并及時回復終端設備命令執行信息。

第四，日志查詢。設備管理過程中，管理員需要了解設備命令執行情況、運行狀況，因此設備管理平臺應該具備日志查詢功能，管理員可以通過翻看平臺日志了解相關信息。

第五，數據存儲。設備管理平臺應該具備數據存儲能力，儲備相關信息，為設備管理平臺管理提供重要依據。

（二）業務管理平臺

業務管理平臺主要負責人員管理、監控、報表、系統等多種業務管理。

第一，設備監控。業務管理平臺具備設備監控功能，管理員能夠及時獲取照明設備所在地的運行情況，確定管理命令是否被有效執行，了解設備運行數據是否正常。

第二，管理查詢。管理員可以憑借管理權限，登陸業務管理平臺系統，查詢各項業務信息，并實現業務管理。

第三，基礎管理。管理員可以通過基礎管理功能，對檔案、庫房進行詳細管理，滿足路燈系統基礎管理需求。

第四，報表管理。管理員可以通過平臺報表管理功能，實現以下故障報表的綜合管理：（1）耗能報表;（2）維保報表;（3）巡檢報表;（4）環境參數報表;（5）其他報表等。

第五，賬號管理。業務管理平臺中包含短信報警、權限管理、賬號管理等多項功能，管理員可以通過平臺實現系統賬號的有效管理。

第六，屏幕展示。業務管理平臺應該具備信息展示功能，管理員可以直接通過屏幕展示功能獲取熱力圖、故障情況、圖像數據、大氣數據以及其他各項指標等數據[6]。

結語：

智慧路燈系統是城市路燈系統智能化、信息化發展的必然方向，體現了信息化發展理念。因此在基于物聯網技術設計過程中，設計人員要運用智能化管理思維，將各項現代化的物聯網技術應用于其中，實現智慧路燈系統的多功能管理。文章從三個方面分析了如何設計智慧路燈系統，但在實際設計時，還需要考慮城市照明需求、設計成本等諸多因素，合理優化設計方案。

參考文獻：

[1] 譚云月.一種基于物聯網技術的智慧路燈系統設計[J].物聯網技術，2020，10（3）：112-113，117.

[2] 皮小軍.智慧路燈管理系統中的物聯網技術應用研究[J].建筑工程技術與設計，2019，（2）：3073.

[3] 劉武.智慧路燈管理系統中的物聯網技術應用研究[J].網絡安全技術與應用，2018，（12）：124，126.

[4] 劉霽葳.以物聯網技術為基礎的智慧路燈系統設計探討[J].智能建筑與智慧城市，2018，（10）：127-128.

[5] 李祥和.基于物聯網技術的智慧路燈管理系統設計[J].自動化與儀器儀表，2018，（7）：113-116.

[6] 譚偉.基于物聯網技術的智慧路燈系統設計[J].公路交通科技（應用技術版），2017，（006）：306-307.