智慧城市中LED智慧路燈系統(tǒng)的應(yīng)用

郭明博

摘 要： 隨著現(xiàn)代化的城市建設(shè)發(fā)展，智慧城市模式逐漸的獲得公眾的認(rèn)可。LED智慧路燈系統(tǒng)作為智慧城市的重要建設(shè)內(nèi)容，能夠?yàn)橹腔鄢鞘邪l(fā)展提供基于路面照明的多方面技術(shù)支持。本文對(duì)LED智慧路燈系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析，探究目前已有的LED智慧路燈系統(tǒng)產(chǎn)品及設(shè)計(jì)方案。并探索LED路燈系統(tǒng)在智慧城市中的應(yīng)用，借此為智慧城市發(fā)展及建設(shè)提供相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞： 智慧城市;智慧路燈;路燈系統(tǒng)

【中圖分類號(hào)】TU984 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.33.003

前言：智慧城市是現(xiàn)代城市發(fā)展以及建設(shè)的新方向，智慧城市云集了大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等全新的信息技術(shù)，運(yùn)用多種傳感技術(shù)集成了城市核心系統(tǒng)。通過(guò)智能算法及信息技術(shù)的集成，能夠處理城市內(nèi)部公共交通、城市服務(wù)、民生及環(huán)保等各類信息。而LED智慧路燈系統(tǒng)是智慧城市中的重要組成部分，不僅能夠節(jié)約城市能源，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)溫度、霧霾、濕度、噪音、交通等多方面路面信息的收集，成為智慧城市美好生活的具體體現(xiàn)。

1 LED智慧路燈系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

路燈是道路建設(shè)必備的照明工具，是城市居民出行必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。LED具有響應(yīng)快、可調(diào)控的光源優(yōu)勢(shì)，因此能夠作為綠色節(jié)能光源替代傳統(tǒng)路燈，成為智慧照明的有力支持。LED路燈與信息技術(shù)的結(jié)合，能夠搭建智慧公共照明管理平臺(tái)、形成智能路燈管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)通訊技術(shù)以及電力載波技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)了路燈的遠(yuǎn)程控制及集中管理，不僅達(dá)到了節(jié)約能源、便于路燈維護(hù)的目的，同時(shí)能夠發(fā)揮多樣的智慧路燈功能。例如智慧路燈通過(guò)視頻圖像、溫度、壓力、微波等信息的搜集，獲取城市路面信息，能夠形成一張巨大的城市感知網(wǎng)，針對(duì)道路出巡、線纜盜取、漏電監(jiān)管等問(wèn)題實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。LED智慧路燈就是將LED照明與信息化照明、照明管理、傳感器感知等有效的結(jié)合在一起，形成覆蓋在城市路面上的感知網(wǎng)絡(luò)，促使城市管理通過(guò)路燈智慧起來(lái)。

與其他智慧城市管理網(wǎng)絡(luò)相比，LED智慧路燈形成的管理網(wǎng)絡(luò)，能夠促使城市設(shè)施形成更大范圍的連接，保證城市各個(gè)角落有效連接起來(lái)，發(fā)揮綜合效應(yīng)。智慧路燈提供的感知數(shù)據(jù)，促使各個(gè)部門、各個(gè)行業(yè)形成數(shù)字化的信息共享，同時(shí)制定統(tǒng)一的信息標(biāo)準(zhǔn)。在照明管理、路面管理、監(jiān)控管理等多個(gè)方面提升管理效率。

2 LED智慧路燈系統(tǒng)產(chǎn)品及設(shè)計(jì)方案

2.1 LED 智慧路燈系統(tǒng)產(chǎn)品

2.1.1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)產(chǎn)品

目前基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)思路開(kāi)發(fā)的LED智能照明系統(tǒng)產(chǎn)品較少。我國(guó)于2016年，由華為公司推出了業(yè)界首個(gè)智能控制照明物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)品。這一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最大的亮點(diǎn)在于，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程的照明調(diào)整控制，最大程度的提高節(jié)能效率。簡(jiǎn)單的說(shuō)，該系統(tǒng)將城市道路中所有的路燈進(jìn)行了物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接，通過(guò)多級(jí)智能控制方案，基于GIS對(duì)每一盞路燈進(jìn)行了系統(tǒng)的可視化處理。當(dāng)照明管理者對(duì)路燈狀態(tài)信息進(jìn)行查詢時(shí)，可以基于實(shí)時(shí)狀態(tài)對(duì)每一盞路燈進(jìn)行開(kāi)關(guān)、功率、監(jiān)控等多方面的精準(zhǔn)控制。在照明需求率低時(shí)，可及時(shí)轉(zhuǎn)換節(jié)能模式，真正的按照需求獲取能源，避免能源浪費(fèi)。除此之外，該系統(tǒng)結(jié)合IPv6、6LoWPAN技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了低能耗、自主網(wǎng)的快速管理控制。在進(jìn)行路燈管控時(shí)，能夠結(jié)合亮度傳感器、溫度傳感器、流量監(jiān)控傳感器、天氣環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器等多個(gè)模組，形成組合的管控模式。

歐司朗LED智能照明方案，是基于光管理軟件單獨(dú)控制的LED智慧路燈系統(tǒng)。這一系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)優(yōu)化分析，得出了最佳的軟件配置，能夠根據(jù)時(shí)間、空間，以及環(huán)境，綜合調(diào)節(jié)燈具、光源的照明狀態(tài)。系統(tǒng)的主要架構(gòu)包含了SLC軟件，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議以及網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)φ彰飨到y(tǒng)進(jìn)行有效的管理規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)與互聯(lián)網(wǎng)的連接保存、完成信息處理，以及軟件及時(shí)發(fā)送、控制命令。

2.1.2 智能硬件產(chǎn)品

目前，國(guó)內(nèi)外基于智能硬件思路開(kāi)發(fā)的智慧路燈產(chǎn)品，主要是對(duì)原有的路燈智能模塊進(jìn)行拼接以及功能升級(jí)，幫助路燈主體形成，具有無(wú)線WiFi、4G或5G基站等無(wú)線發(fā)射裝置、攝像頭、空氣質(zhì)量傳感器、溫濕度傳感器、互聯(lián)網(wǎng)掃描儀等多功能的綜合性路燈設(shè)備。多功能技術(shù)的融合，使路燈的可用性及智慧性極大的增強(qiáng)，獲得了功能性的擴(kuò)展，從而使原有的基礎(chǔ)性照明，擴(kuò)展到路燈信息收集及互聯(lián)系統(tǒng)。

2.2 LED智慧路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

LED智慧路燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是完成多層控制以及廣分布點(diǎn)的覆蓋。整個(gè)系統(tǒng)以路燈作為基礎(chǔ)的節(jié)點(diǎn)，將其分布到整個(gè)城市路面的各個(gè)角落，再結(jié)合LED的可調(diào)控特性，實(shí)現(xiàn)各個(gè)路燈節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)。節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)實(shí)現(xiàn)了信息的互通、不僅便于信息收集，同時(shí)能夠完成信息發(fā)布。加之對(duì)路燈的智慧調(diào)光、按需照明，進(jìn)一步的把控了路燈的節(jié)能功能，實(shí)現(xiàn)了路燈的智能感應(yīng)。除此之外，通過(guò)對(duì)路燈節(jié)點(diǎn)的定位，能夠細(xì)化整個(gè)城市的區(qū)域坐標(biāo)，能夠依照路燈作為基礎(chǔ)的信息節(jié)點(diǎn)，搜集城市路面的圖像信息、紅外信息，獲得具體的空氣質(zhì)量數(shù)值、溫濕度情況。通過(guò)搜集的信息，還可預(yù)測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向、雨量等氣候狀態(tài)。

路燈監(jiān)控系統(tǒng)可分為三層控制，依次由遠(yuǎn)程監(jiān)控中心、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，以及路燈普通節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)路燈燈桿下，涂裝設(shè)控制箱、配置各類傳感器以外，還可結(jié)合具體需要，加設(shè)廣告顯示屏、充電樁等設(shè)備，提供商用服務(wù)。

3 智慧城市中LED智慧路燈系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 道路及景觀照明應(yīng)用

道路及景觀照明是智慧路燈的基礎(chǔ)應(yīng)用。而智慧路燈與傳統(tǒng)路燈的區(qū)別在于，能夠通過(guò)智能驅(qū)動(dòng)方案，感知周圍信息對(duì)路燈亮度，按照外界需求進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)傳感系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的有效協(xié)同控制。并通過(guò)圖像，保證路燈符合照明范圍內(nèi)的人流、車流亮度需求。除此之外，智慧路燈在道路及景觀照明過(guò)程中，能夠提供LED顯示屏幕廣告，在節(jié)約成本的同時(shí)，具備商用性。

3.2 智慧交通綜合管理應(yīng)用

LED智慧路燈屬于智慧交通建設(shè)的一部分，路燈通過(guò)電力載波通訊技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離的定位及傳輸。通過(guò)路燈傳感器獲取的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。能夠?qū)β窡羲诘慕煌ǚ秶M(jìn)行節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集。分析路面環(huán)境、周邊氣候以及交通狀況，提高交通綜合管理效率。智慧路燈集成紅外感應(yīng)器、高清攝像頭等，能夠監(jiān)控城市交通車輛速度及數(shù)量，及時(shí)傳送至交通控制中心，幫助緩和交通壓力，引導(dǎo)車輛規(guī)劃行駛路線，實(shí)現(xiàn)交通分流。

結(jié)語(yǔ)：智慧路燈是智慧城市建設(shè)的重要組成部分。智慧城市中LED智慧路燈系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠發(fā)揮巨大的節(jié)能及管理優(yōu)勢(shì)，感知路面狀態(tài)、實(shí)現(xiàn)功能升級(jí)。在道路及景觀照明、智慧交通綜合管理等多個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)有效的應(yīng)用，推動(dòng)智慧城市建設(shè)發(fā)展，形成智慧城市感知節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)合理的能源利用，讓新型智慧城市煥發(fā)生機(jī)。

參考文獻(xiàn)

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