集成多功能智慧路燈系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展

摘 要：在通信和智慧城市建設(shè)中，路燈是非常重要的組成部分。智慧燈桿的出現(xiàn)為智慧城市建設(shè)提供了有力的支持。在文中就針對(duì)智慧燈桿，對(duì)集成多功能智慧路燈系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：智慧燈桿;智慧路燈系統(tǒng);智慧城市

通信和智慧城市建設(shè)中，面臨的突出困難是選址難的問(wèn)題，通信、信息、網(wǎng)絡(luò)等建設(shè)部門(mén)需要快速、經(jīng)濟(jì)的找到適合傳統(tǒng)基站、充電樁、監(jiān)控、氣象數(shù)據(jù)采集的站址，同時(shí)，城市規(guī)劃部門(mén)、市政部門(mén)則期待對(duì)市內(nèi)路燈等城市基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行集成化管理。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”與“智慧城市”的全面推廣，路燈燈桿將成為通信和智慧城市平臺(tái)的重要共享安裝點(diǎn)。路燈作為城市的公共基礎(chǔ)設(shè)施，從手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)到自動(dòng)控制，從單一的照明功能到多功能化智慧燈桿，經(jīng)歷了一系列的變化，如今，智慧燈桿正在慢慢走到大眾的視野中。

智慧燈桿是以路燈桿為載體，研發(fā)出的一種集合各種先進(jìn)信息技術(shù)創(chuàng)新復(fù)合應(yīng)用的智慧路燈產(chǎn)品，兼具智能照明、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)采集、道路橋梁重點(diǎn)建筑監(jiān)測(cè)、藍(lán)牙通訊、WIFI 熱點(diǎn)、WIFI探針、4G覆蓋、安防、信息發(fā)布、應(yīng)急、可視廣播以及電動(dòng)汽車(chē)智能充電樁等多種功能。產(chǎn)品采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可根據(jù)自身需求與應(yīng)用，選擇不同的功能模塊，為業(yè)主用戶提供更好的服務(wù)和技術(shù)支持。由于智慧路燈具有數(shù)量多、位置好、帶電、易于擴(kuò)展四個(gè)特點(diǎn)，因此是城市物聯(lián)網(wǎng)的絕佳載體。

整個(gè)智慧燈桿包含集中控制系統(tǒng)、無(wú)線天線基站、視頻監(jiān)控管理、廣告屏播控系統(tǒng)、城市環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、緊急呼叫系統(tǒng)、充電樁系統(tǒng)等應(yīng)用。

一、控制集中化

通過(guò)智慧燈桿運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，除了可以對(duì)所有照明系統(tǒng)進(jìn)行集中控制之外，采用ZigBee通信方式，對(duì)充電樁、城市傳感功能各功能模塊之間進(jìn)行互聯(lián)，真正實(shí)現(xiàn)物--物互聯(lián)功能。在運(yùn)營(yíng)平臺(tái)上可對(duì)這些功能單元的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并及時(shí)生成故障告警信息，大大降低人工巡檢成本，達(dá)到低成本快速響應(yīng)的效果。

二、無(wú)線WIFI覆蓋

燈桿內(nèi)置AP盒，上行采用LAN或者4G傳輸接入，下行提供無(wú)線WIFI熱點(diǎn)服務(wù)覆蓋，搭配控制系統(tǒng)（如希夢(mèng)系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)流量管理、安全認(rèn)證、接入控制、廣告推送等功能。

三、充電樁模塊

配合政府逐步推廣新能源汽車(chē)，裝配在車(chē)站、小區(qū)等處的智能路燈桿上的充電樁是性價(jià)比較高的解決方案，無(wú)需重復(fù)的線路建設(shè)，不占據(jù)城市建設(shè)用地。通過(guò)充電樁廠商自主研發(fā)的應(yīng)用APP，可以實(shí)現(xiàn)包括充電樁位置查詢、預(yù)約充電、充電提醒以及在線付費(fèi)等在線功能;車(chē)主在等待充電的同時(shí)可以觀看燈桿上本地視頻、音樂(lè)以及新聞等，輕松消遣充電等待時(shí)間。

四、環(huán)境監(jiān)測(cè)功能

通過(guò)在智慧燈桿上集成各種不同環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體、雨、雪、霧、PM2.5、溫度、濕度等環(huán)境相關(guān)監(jiān)測(cè)，并可搭配燈桿上的LED或LCD顯示屏，實(shí)時(shí)顯示相關(guān)信息，也可通過(guò)手機(jī)后臺(tái)查看。

五、路燈節(jié)能控制

遠(yuǎn)程監(jiān)控路燈工作狀態(tài)，故障路燈自動(dòng)告警，大大降低日常巡檢工作量，另外，可基于時(shí)間段和人流量進(jìn)行節(jié)能調(diào)節(jié)，如在晚高峰時(shí)間路燈亮度調(diào)節(jié)為100%，在凌晨車(chē)流量較少的時(shí)候，路燈亮度宜調(diào)節(jié)到30%左右，節(jié)能效益顯著提高。

六、集成視頻監(jiān)控

可按需搭配視頻分析系統(tǒng)，主動(dòng)監(jiān)測(cè)，主動(dòng)預(yù)警。與其他功能單元共用傳輸線路以及供電線路，可配置電子路牌、廣告租聘、緊急通報(bào)按鈕。無(wú)線監(jiān)視系統(tǒng)：搭配視訊內(nèi)容分析軟件，能在發(fā)生異常第一時(shí)間偵測(cè)并主動(dòng)警示，大幅減輕系統(tǒng)管理人力負(fù)荷。廣告租賃：可租賃廣告牌播放電子廣告、活動(dòng)信息，路口廣告牌可設(shè)置周邊道路指示及周邊商店介紹。電子路牌：可轉(zhuǎn)換內(nèi)容如提示停車(chē)場(chǎng)或者活動(dòng)地點(diǎn)方向。緊急通報(bào)按鈕：加強(qiáng)對(duì)行人及婦幼安全提示，降低意外事故發(fā)生率。

七、智慧燈桿系統(tǒng)的組網(wǎng)架構(gòu)

智慧燈桿系統(tǒng)整體組網(wǎng)架構(gòu)，分為三層，包括應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、終端層。

八、智慧燈桿系統(tǒng)防雷保護(hù)系統(tǒng)解決方案

暴露在室外的燈桿具有避雷針（接閃器）性質(zhì)，安裝在其上的設(shè)施會(huì)遭受雷電、浪涌、電磁沖擊等自然災(zāi)害的威脅，傳統(tǒng)的小電阻接地方式的投資和工期較大、防護(hù)效果也不很理想。基于“阻斷式防雷技術(shù)和隔離式接地技術(shù)”燈桿站防雷接地箱，提供了新型的接地和防雷保護(hù)解決方案，其防護(hù)原理是：當(dāng)雷電流由輸電線路傳入保護(hù)箱時(shí)，會(huì)遇到“電源防護(hù)單元”中的抑制器的阻礙，其浪涌保護(hù)器SPD啟動(dòng)導(dǎo)通通過(guò)燈桿向大地泄放。當(dāng)雷電流在燈桿接閃時(shí)，抑制器阻斷雷電流進(jìn)入被保護(hù)系統(tǒng)，只能對(duì)地泄放。接地單元采用分組接地技術(shù)，將工作接地、保護(hù)接地、防雷接地進(jìn)行隔離，實(shí)現(xiàn)了聯(lián)合接地系統(tǒng)中的各接地系統(tǒng)相互獨(dú)立、互不影響，而不再依賴傳統(tǒng)的小電阻接地。由此，利用金屬燈桿的自身接地電阻可實(shí)現(xiàn)防雷和接地功能，效果優(yōu)于傳統(tǒng)方法。

作者簡(jiǎn)介：

韋斌（1970-）男，柳州市天元工程監(jiān)理有限公司注冊(cè)監(jiān)理工程師（市政、房建工程）.