基于智慧路燈的城市道路物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題探討

李奎

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)物與物相連的城市道路物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，為路燈賦予了新的功能。本文通過分析目前城市道路發(fā)展現(xiàn)狀，探討智慧路燈在城市道路物聯(lián)網(wǎng)中的具體設(shè)計(jì)問題，希望為促進(jìn)城市道路建設(shè)，改善城市交通提供幫助。

關(guān)鍵詞：城市道路;物聯(lián)網(wǎng);智慧路燈

引言：我國(guó)正處于各項(xiàng)建設(shè)全面開展的階段，“互聯(lián)網(wǎng)+”已經(jīng)融入了各行各業(yè)的建設(shè)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了信息化建設(shè)的初步目標(biāo)。路燈在城市道路中的分布范圍較廣，且具有一定的規(guī)律性，通過先進(jìn)的技術(shù)手段和設(shè)計(jì)理念，在路燈功能上進(jìn)行拓展，是建設(shè)我國(guó)城市道路物聯(lián)網(wǎng)的有效措施。

1城市道路現(xiàn)狀

1.1城市道路交通擁堵

現(xiàn)代的科技發(fā)展越來越快，汽車在道路中隨處可見。快節(jié)奏的生活方式和人們分布大致相同作息時(shí)間，導(dǎo)致了城市道路擁堵現(xiàn)象的發(fā)生。城市道路壓力增加，交通事故頻出，建設(shè)城市道路物聯(lián)網(wǎng)是精尖技術(shù)在交通領(lǐng)域的具體應(yīng)用，可以為城市交通提供數(shù)據(jù)信息，反饋路燈小數(shù)據(jù)，形成道路大數(shù)據(jù)，不管是在改善城市交通擁堵情況上，還是在城市道路的改擴(kuò)建上都有一定的作用[1]。

1.2對(duì)城市道路特點(diǎn)了解程度不足

目前交通觀測(cè)中對(duì)城市道路的了解主要是依靠在交通路口和重點(diǎn)區(qū)域安裝攝像頭進(jìn)行監(jiān)測(cè)完成的。但是路口與路口之間距離不一，同時(shí)重點(diǎn)區(qū)域分布沒有規(guī)律性，導(dǎo)致了有關(guān)部門對(duì)現(xiàn)有城市道路了解程度不足的情況出現(xiàn)。路燈是城市道路建設(shè)中的重要基礎(chǔ)設(shè)施，且路燈在城市道路中的間距較為規(guī)律，根據(jù)不同的燈桿高度和燈頭的瓦數(shù)可知，城市道路中路燈間距一般在15-36米之間，便于對(duì)道路信息進(jìn)行監(jiān)控。智慧路燈符合城市物聯(lián)網(wǎng)的物與物之間的聯(lián)系，因此，以設(shè)計(jì)智慧路燈為依憑建設(shè)城市道路物聯(lián)網(wǎng)是可以嘗試的設(shè)計(jì)方案。

2智慧路燈城市道路物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)

2.1智慧路燈功能

運(yùn)用智慧路燈的完善設(shè)計(jì)理念進(jìn)行城市道路物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中，路燈打破了在以往城市道路基礎(chǔ)設(shè)施中體現(xiàn)的單純照明作用的框架，城市道路物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)賦予了路燈新的定義。以下將對(duì)智慧路燈的功能進(jìn)行介紹，第一，節(jié)省能源消耗。傳統(tǒng)路燈在夜間的照明亮度和能量消耗是不變的。智慧路燈可以在路燈之間實(shí)現(xiàn)區(qū)域性連接，根據(jù)時(shí)間、天氣情況和道路能見度的信息，及時(shí)調(diào)節(jié)路燈的照明亮度，控制路燈照射范圍，完成對(duì)能源的節(jié)約;第二，故障報(bào)警。路燈是消耗型道路基礎(chǔ)設(shè)施，在使用過程中難免會(huì)出現(xiàn)故障，但是路燈的分布范圍廣，對(duì)故障路燈的排查需要耗費(fèi)大量的人力。智慧路燈道路物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)了路燈與路燈之間的連接，因而在路燈出現(xiàn)問題時(shí)，除了路燈本身能及時(shí)的進(jìn)行報(bào)警，與之連接的路燈也能為故障路燈報(bào)警，縮短了路燈故障發(fā)現(xiàn)的時(shí)間，可以促進(jìn)道路良好發(fā)展;第三，燈具纜線防盜。燈具纜線的丟失是目前影響道路行車安全的相關(guān)因素，利用智慧路燈進(jìn)行路況數(shù)據(jù)的反饋，是實(shí)現(xiàn)道路燈具纜線防盜的有效措施;第四，對(duì)道路行車安全進(jìn)行監(jiān)督。智慧路燈通過對(duì)道路信息的反饋能形成對(duì)車輛司機(jī)的有效監(jiān)管，提升車輛司機(jī)行車警惕性，從而促進(jìn)道路行車安全;第五，與其他設(shè)備互聯(lián)。智慧路燈可以與攝像頭、車位地磁、水位監(jiān)測(cè)、氣象傳感器、移動(dòng)物體傳感器、亮度傳感器等設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)，從而打破設(shè)備間的信息孤島，實(shí)現(xiàn)道路物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備間的互聯(lián)互通。

2.2智慧路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)城市道路物聯(lián)網(wǎng)要求，智慧路燈的系統(tǒng)中主要包含三大模塊，分別是路燈節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)管理中心和信息公布平臺(tái)。以下對(duì)智慧路燈的三大管理模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。第一，路燈節(jié)點(diǎn)。路燈節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)主要是采取特定的控制芯片并利用LED燈的光源實(shí)現(xiàn)的，可以完成對(duì)路燈的控制和燈具信息的采集;同時(shí)，根據(jù)不同設(shè)備的特性，選擇不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，設(shè)計(jì)專門的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)路燈節(jié)點(diǎn)與其他互聯(lián)設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，并將城市道路信息反饋到數(shù)據(jù)管理中心。路燈節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)主要是以路燈遠(yuǎn)程控制和信息的采集為主，路燈節(jié)點(diǎn)的功能設(shè)計(jì)主要包括：路燈控制、路燈管理、交通信息采集、環(huán)境信息采集和其他應(yīng)用。通過遠(yuǎn)程控制功能可以控制路燈開關(guān)或調(diào)節(jié)LED燈的亮度，;通過信息采集功能，實(shí)現(xiàn)路燈電參數(shù)、路燈節(jié)點(diǎn)在線狀態(tài)、燈具亮度以及道路信息的反饋。第二，數(shù)據(jù)管理中心的設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)管理中心主要是通過對(duì)路燈節(jié)點(diǎn)收集的信息進(jìn)行系統(tǒng)的分析，智慧路燈反饋的碎片式的小數(shù)據(jù)可以在數(shù)據(jù)管理中心進(jìn)行匯總，形成大數(shù)據(jù)，為路燈管理、交通環(huán)境和道路環(huán)境提供數(shù)據(jù)支持，繼而幫助有關(guān)部門作出決策提供依據(jù)，并進(jìn)行相關(guān)信息的發(fā)布。第三，信息公布平臺(tái)。在數(shù)據(jù)分析平臺(tái)中進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，能夠得出許多道路相關(guān)信息，信息發(fā)布平臺(tái)就是對(duì)匯總信息的及時(shí)反饋。例如在車輛數(shù)量越來越多的現(xiàn)狀中，車輛停車情勢(shì)十分嚴(yán)峻，司機(jī)無法對(duì)停車位情況進(jìn)行良好掌握，不僅造成了停車位的浪費(fèi)，還增加了車輛違?，F(xiàn)象的出現(xiàn)。信息發(fā)布平臺(tái)可以為車輛司機(jī)提供停車位的具體信息，并根據(jù)車輛定位，為車輛司機(jī)設(shè)計(jì)到停車位的最佳路線[2]。

2.3促進(jìn)智慧路燈城市道路物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的思路

基于智慧路燈的城市道路物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)和普及現(xiàn)在還處于初期階段，為了促進(jìn)其建設(shè)提出了以下發(fā)展思路。第一，加強(qiáng)對(duì)城市道路智慧路燈的研究。，在進(jìn)行道路設(shè)計(jì)時(shí)，道路智慧路燈的選擇范圍較小，應(yīng)擴(kuò)大智慧路燈的研發(fā)渠道，集思廣益，結(jié)合城市道路特點(diǎn)研發(fā)更多可供選擇的智慧路燈種類，降低智慧路燈的成本。第二，標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。智慧路燈在硬件設(shè)計(jì)和軟件通信方面都需要相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，才能實(shí)現(xiàn)不同廠商設(shè)備間的互操作性和可替換性。第三，開放接口。對(duì)基于互聯(lián)網(wǎng)通信的設(shè)備，智慧路燈可以采用開放接口的方式實(shí)現(xiàn)與其進(jìn)行對(duì)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和設(shè)備互聯(lián)互通。第四，引進(jìn)投資。通過擴(kuò)大對(duì)智慧路燈的投資，可以讓智慧路燈大批量進(jìn)入社會(huì)，還能為有關(guān)研發(fā)人員提供智慧路燈的設(shè)計(jì)動(dòng)力，推動(dòng)城市道路物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)。

結(jié)論：綜上所述，利用智慧路燈完善城市道路物聯(lián)網(wǎng)，是通過對(duì)道路中信息的收集、分析和發(fā)布完成的。智慧路燈的應(yīng)用，不僅為城市道路提供了更加合理的道路照明模式，還能為改善城市道路狀況提供幫助，并為有關(guān)部門了解道路信息提供了新途徑，是在新時(shí)代發(fā)展中對(duì)互聯(lián)網(wǎng)科技的良好應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪暉.城市路燈智慧照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].集成電路應(yīng)用，2019，36（04）：109-110.

[2]劉武.智慧路燈管理系統(tǒng)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2018（12）：124+126.