一種基于城市物聯網基站的智慧城市照明管理系統

劉洪賓

摘要

本系統以光纜和無線Wi-Fi通訊技術為核心，可以實現對智慧城市照明系統的管理功能。如_遠程控制燈具的開關、檢測燈具的工作狀態，根據需求靈活的定制開關燈方案，實現路燈資產的管理，實現維修的工作派單等，從而實現高效率的智能化管理。另外，作為智慧城市的城市物聯網基站，可以提供如下信息：PM2.5檢測，應急報警，風光雨檢測，無線基站，人機界面，多媒體廣告屏，汽車充電樁，視頻監控等。

【關鍵詞】無線Wi-Fi PM2.5監測 風光雨監測 人機界面 多媒體廣告屏 汽車充電樁 視頻監控

1引言

現在，智慧城市己經進入全面建設階段，作為智慧城市重要組成部分的智慧照明還處于相對落后的階段：目前，有不少大中城市采用現代化的“三遙”（遙控、遙測、遙信）智能控制系統，這些系統基本都是只能實現支路控制、監測，不能對單燈進行有效管理，不能適應現場復雜多變的環境。

無“遙調”功能，也就無法實現路燈亮度的調節，只能控制某條支路的開關。

路燈故障基本都是靠電流檢測估算出來的，誤報警的幾率高，且報警不能準確定位到燈桿。

還有一些采用zigbee無線通信技術的單燈控制方案雖然實現了單燈控制功能，但是這種單燈模塊有通信天線，只能安裝在燈頭上，通信天線必須外露，施工難度大。

綜上所述，現在的城市照明管理系統，多停留在非智能的管理階段，遠遠不能滿足現在智慧城市賦予智慧照明系統的要求。

我們的基于城市物聯網基站的智慧城市照明管理系統，在實現城市照明管理功能的基礎上，還可以作為智慧城市照明的一個物理基礎設施，向智慧城市系統提供一些綜合運營管理信息：如：PM2.5檢測，應急報警，風光雨檢測，無線基站，多媒體廣告屏，視頻監控等，基于城市物聯網基站的智慧城市照明管理系統是將來智慧城市照明系統的方向。

系統主要由監控中心云平臺、通訊網絡、智能監控終端、城市物聯網基站等四部分組成。

系統工作如下：

每個變壓器端安裝有一個集中控制器，用來實現智慧路燈照明管理。

每個燈桿安裝一個物聯網基站，物聯網基站通過光纜或光纜轉出的無線AP網絡接入

智慧城市照明云平臺。

2硬件設計

2.1智能監控終端

（1）數據采集功能：可采集本地母線交流電信息（三相電壓、電流、有無功功率、功率因數、有無功電能量等）、支路數據信息（支路開關狀態、支路電流等）。

（2）遠程通信功能：遠程通信實現遠方數據召喚傳送、定時傳送、報警和遠程控制命令功能。

（3）支路控制功能：集中控制器可以控制支路的通斷。

（4）顯示功能：友好的人機界面，可以方便的實現系統和告警信息的本地查詢及本地控制維護等。

2.2城市物聯網基站

（1）自動和手動控制功能：可解析監控中心云平臺的命令或本地手動操作控制，下達指令給任意單燈控制器，控制路燈的調光或開關燈等。也可按設定的程序自動控制路燈的運行。

（2）數據采集功能：可采集單燈運行狀態（開、關、亮度或故障等），出現告警后可主動上報監控中心云平臺。

（3）環境監測：城市物聯網基站上的風雨傳感器，光照度計，溫濕度傳感器，PM2.5傳感器，可以測量風光雨、空氣溫濕度、PM2.5、PM10等環境數據，并上傳到監控中心云平臺。

（4）無線覆蓋：安裝在路燈上的微基站，可以實現有路燈的地方就有Wi-Fi網絡覆蓋，可以讓大家隨時上網；另外，Wi-Fi可以作為物聯網基站的上行通訊通道。

（5）智能充電網：利用現有的路燈供電網絡安裝充電樁，通過物聯網基站實

現充電管理，這樣大家的手機、電動車等在戶外沒電了，可以很方便的找到附近的充電樁充電。

（6）便民服務：通過路燈上安裝的人機界面，可以實現信息查詢，充電粧管理，小額支付服務等功能。

（7）多媒體信息發布：路燈上安裝的多媒體屏幕，可以用來實現道路交通引導、特殊天氣預警，廣告發布等功能。

（8）視頻監控：路燈上安裝的攝像頭，可以實現遠程遙調，遠程查看，視頻錄像等功能，可以實時監控道路的運行狀態。

3監控中心云平臺

（1）路燈基本運行狀態監測。

可以檢測路燈的電壓、電流、功率以及開關燈等信息。

（2）路燈故障GIS定位監測。

當路燈故障，不能正常亮燈時，在GIS上，可以準確的指定路燈的位置。方便維護人員到現場找到故障燈，并及時維修。

（3）路燈遠程操作控制。

（4）智能擴展物聯網設備。

由于終端采用的是城市物聯網基站，所有的接口都是開放性的，不同的物聯網設備都可以通過標準的通訊口接入系統，為將來系統的升級和兼容性提供了技術平臺。

（5）遠程遙視監控路燈工作環境。

（6）按需調控的智能策略

定時控制、來車控制、光照控制。

（7）遠程監控能耗統計分析

根據路燈數量、時間等相關運營數據，進行故障率、亮度率、亮燈時間、能耗等的匯總統計和分析。

（8）精細化路燈設備信息管理

管理燈桿、燈具、位置、設備等信息，方便資產的管理與維護，提高了管理效率和使用效率。

（9）故障運維遠程管理

發生告警時，可以采取靈活的通知方式，短信或電話的方式，通知相關負責人，及時采取有效措施。

（10）多種報警處理。報警內容有：白天亮燈、晚上燈故障、電壓越限、失壓、缺相、開關量異常變位、交流電停電、交流電上電、支路電流異常等。

（11）群組控制功能：可分別對變壓器、燈桿及燈頭進行分組，方便操作，還可實現各種用戶需求。

（12）數據報表功能：可自動或手動將歷史數據形成表格導出，以供用戶備份查看。

（13）檔案信息表格導入導出功能：街道、變壓器、燈桿、燈頭等檔案信息可以形成表格導入導出，極大的方便了用戶管理維護。

（14）地理信息GIS功能：以空間數據庫為基礎，將路燈、箱變等城市照明部件與地理位置的圖形信息有機結合，實現對城市照明部件與地理信息管理，包括信息的添加、修改、刪除、查詢、定位、統計和分析等。

4結束語

本系統不僅實現了智慧城市照明系統的智能化，還實現了廣告信息發布，城市應急指揮，遠程視頻監控，空氣溫濕度測量，PM2.5檢測，應急報警，Wi-Fi服務，積水檢測等功能，從而為智慧城市的建設提供了最佳的入口。

參考文獻

[1]朱開才.電力載波在智慧照明系統中的應用[D].長安大學，2016.

[2]馬偉民.城市智慧照明監控管理系統的設計與應用[J].浙江電力，2015（07）：69-72.endprint