智慧路燈設(shè)計簡析

曹盼

（保定市城市設(shè)計院 河北保定 071000）

1 智慧路燈系統(tǒng)概述

智慧路燈系統(tǒng)是信息化技術(shù)滲透于城市照明系統(tǒng)的具體表現(xiàn)，它改變了傳統(tǒng)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(yuǎn)程監(jiān)控、公安遠(yuǎn)程監(jiān)控、污染物遠(yuǎn)程監(jiān)測、LED信息發(fā)布等，它以信息技術(shù)為載體構(gòu)建了一個自動化、智能化、系統(tǒng)化的路燈服務(wù)系統(tǒng)，從而滿足城市照明多樣化的功能需求。智慧路燈系統(tǒng)還能對相關(guān)數(shù)據(jù)資源進行整合，它是由前端設(shè)備、通訊傳輸設(shè)備以及后端數(shù)據(jù)中心三大模塊組成。前端設(shè)備是由多個不同功能的傳感器、攝像頭、音頻設(shè)備和LED屏等設(shè)備組成。各類傳感器是感知環(huán)境狀態(tài)的主要設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的收集；高清攝像頭可實現(xiàn)對前端音視頻、圖像等的實時收集；音頻設(shè)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(shè)備是負(fù)責(zé)接收前端設(shè)備數(shù)據(jù)信息的主要設(shè)備，并將接收到信號加密處理后上傳至數(shù)據(jù)中心。后端數(shù)據(jù)中心是集各種服務(wù)器、系統(tǒng)平臺、監(jiān)控中心等多種管理功能為一體的平臺，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的查詢、接收、處理等。

2 發(fā)展智慧路燈的必要性

2.1 智慧路燈設(shè)計需求較大

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

2.2 提高城市照明質(zhì)量、節(jié)約資源

城市照明經(jīng)常存在無效運轉(zhuǎn)現(xiàn)象，同時路燈管理和維護工作量較大，使得資源浪費現(xiàn)象無法避免。智慧路燈的出現(xiàn)可有效解決城市照明系統(tǒng)建設(shè)中的信息孤島、重復(fù)建設(shè)等問題，同時能夠?qū)崿F(xiàn)按需供電，避免了不必要的資源浪費。另外智慧路燈能夠?qū)崿F(xiàn)城市各個角落每一路燈的全面監(jiān)管，降低了維護管理成本。

3 智慧路燈系統(tǒng)方案設(shè)計

3.1 智慧路燈系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃

在智慧路燈系統(tǒng)設(shè)計過程中，我們首先要結(jié)合城市發(fā)展規(guī)劃，明確智慧路燈系統(tǒng)的功能目標(biāo)及需求方向。并以此為落腳點，對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)需實現(xiàn)的功能進行針對性的設(shè)計，從而讓智慧路燈系統(tǒng)設(shè)計能夠滿足城市發(fā)展對照明系統(tǒng)的多樣化功能需求。其次是智慧路燈控制系統(tǒng)的設(shè)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(shè)計要以實現(xiàn)智慧路燈的多層面需要為根本。如智慧路燈的通信協(xié)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(yuǎn)程控制智慧路燈的開啟和運行方案。

3.2 智慧路燈系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)

智慧路燈系統(tǒng)是由多個不同功能的子系統(tǒng)構(gòu)成，各個子系統(tǒng)之間相互滲透，易于擴展，便于維護，使得整個智慧路燈系統(tǒng)運行的可靠性、穩(wěn)定性大幅度提升。為確保智慧路燈系統(tǒng)能夠持續(xù)有效的發(fā)揮作用，必須要逐一優(yōu)化各個子系統(tǒng)的設(shè)計，促使各個子系統(tǒng)都具有完善的功能，保障智慧路燈系統(tǒng)整體功能的正常發(fā)揮。而整個系統(tǒng)設(shè)計的實現(xiàn)，必須借助數(shù)據(jù)支撐系統(tǒng)的有效運行來實現(xiàn)各項功能。所以要對通信接口軟件、數(shù)據(jù)處理軟件以及操作管理軟件等三大模塊的功能進行系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)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(wǎng)絡(luò)、傳感設(shè)備、攝像頭等多種感知設(shè)備也都集結(jié)于此。這些組件共同作用，完成對數(shù)據(jù)、控制信號、設(shè)備管理狀態(tài)、故障報警信息等的傳輸。這一模塊的設(shè)計主要通過智慧燈桿的配置管理來實現(xiàn)，對智慧燈桿上的各種感知設(shè)備工作模式、運行參數(shù)、空間布局等進行科學(xué)配置。一旦傳感網(wǎng)絡(luò)或攝像頭、傳感器出現(xiàn)異常時，即可通過平臺獲取相關(guān)信息。數(shù)據(jù)處理軟件是將傳感器、攝像頭反饋的數(shù)據(jù)以及智慧路燈系統(tǒng)本身記錄的數(shù)據(jù)進行收集、整理，通過數(shù)據(jù)處理平臺完成對數(shù)據(jù)的存儲和計算。如負(fù)責(zé)記錄溫度與車流量關(guān)系、人流量與電子顯示屏信息關(guān)系的傳感器，將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心后，經(jīng)過大數(shù)據(jù)處理分析，進而可得出與城市建設(shè)、管理、開發(fā)相關(guān)的信息，從而為城市管理者實現(xiàn)對城市的科學(xué)規(guī)劃提供可靠的信息參考。操作管理軟件的設(shè)計是通過智慧路燈控制器、智能單燈控制器、受控節(jié)能路燈、通訊模塊、網(wǎng)關(guān)及必要的配電設(shè)施等的有效管理來實現(xiàn)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(xiàn)場傳感器及路燈的遠(yuǎn)程調(diào)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(tǒng)一管理下協(xié)調(diào)運作。

3.3 智慧路燈系統(tǒng)質(zhì)量檢測

為了確保智慧路燈設(shè)計更加嚴(yán)密與合理，要應(yīng)用合理的智慧路燈系統(tǒng)檢測技術(shù)完成對其的質(zhì)量檢測，從而保障智慧路燈系統(tǒng)應(yīng)用的實效性與合理性。如在對某城市智慧路燈進行質(zhì)量檢測時，我們可了解到智慧路燈設(shè)計中的檢測技術(shù)。如：①開始檢測之前首先要對智慧路燈的工作環(huán)境實施檢測，重點測試控制智慧路燈的終端設(shè)備、控制器、主機、軟件以及網(wǎng)絡(luò)等條件是否能夠滿足其正常工作的需要，對發(fā)現(xiàn)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(fā)揮作用，只有通信正常才能保證智慧路燈高質(zhì)量的實現(xiàn)各項功能。③檢測智慧路燈數(shù)據(jù)處理能力。通過檢測處理數(shù)據(jù)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(biāo)達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)后才算測試合格。

3.4 智慧路燈維護系統(tǒng)設(shè)計

3.4.1 日常工作信息維護系統(tǒng)設(shè)計

智慧路燈維護系統(tǒng)設(shè)計可為路燈的高效運行提供保障。路燈系統(tǒng)的日常維護必須以路燈系統(tǒng)的工作信息為基礎(chǔ)，在設(shè)計時采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實現(xiàn)對智慧路燈工作信息的收集。該系統(tǒng)的功能需要完成對路燈各項控制系統(tǒng)是否實現(xiàn)預(yù)期效果、路燈工作狀態(tài)是否穩(wěn)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(jié)合路燈的運行狀況調(diào)整運行參數(shù)，或?qū)嵤┕收蠙z修。

3.4.2 常見系統(tǒng)故障應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)計

為降低因智慧路燈故障帶來的損失，應(yīng)在智慧路燈系統(tǒng)設(shè)計中增加應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)計，以便維持路燈繼續(xù)高效率的運轉(zhuǎn)，如故障報警系統(tǒng)就是為了及時消除路燈故障，提醒人們迅速作出處理的應(yīng)急系統(tǒng)。報警系統(tǒng)是以電路傳輸為載體與控制中心進行有效連接，當(dāng)路燈系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，即可將故障信息迅速傳輸至控制中心。

4 結(jié)語

智慧路燈設(shè)計是一項集多種專業(yè)與技術(shù)為一體的綜合學(xué)科，在設(shè)計過程中，要立足城市發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合城市規(guī)劃需求，合理應(yīng)用好可用技術(shù)，以此來實現(xiàn)智慧路燈的各項功能。隨著智慧城市建設(shè)的不斷發(fā)展，智慧路燈的應(yīng)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(lǐng)域有很多，所以我們要不斷提升智慧路燈設(shè)計水平，優(yōu)化智慧路燈建設(shè)環(huán)境，為實現(xiàn)物聯(lián)互通，數(shù)據(jù)共享等更多應(yīng)用而發(fā)揮作用。