基于智能路燈系統的智慧園區和智慧城市建設

李勝 上海亞明照明有限公司

隨著傳感器技術和計算機技術的快速發展，改變了城市居民原有的生活狀態，逐漸向智能化、科學化、系統化方向發展。利用現代化先進設備，為居民打造智慧生活空間。路燈系統作為城市建設不可缺少的一部分，通過添加不同功能傳感器，改裝為功能強大裝置，形成多功能集中服務的智能設備，對園區和城市建設幫助較大。本文將充分利用此設備優勢，提出新的園區和城市建設方案。

一、智能路燈系統

路燈系統作為城市建設重要資源，如果可以升級改造，集多功能為一體，那么對城市建設水平的提升幫助較大。目前，無線網絡、自動控制、信息采集等技術逐漸成熟，利用不同類型傳感器采集數據信息，通過無線網絡發送到用戶端，實現信息實時采集與監控，利用自動控制技術，實現費用計算、提示信息更改等。基于此設計思想，對路燈進行改造，如圖1 所示為智能路燈系統。

該系統由信息采集模塊、交通流量控制模塊、安全報警模塊、Wi-Fi 服務模塊、當前位置指示模塊、LED 廣告牌、停車收費記錄模塊組成。其中，信息采集功能模塊，在路燈桿中的核心控制器作用下，驅動空氣溫濕度傳感器、氣象采集器、土壤溫濕度傳感器、攝像頭控制裝置，采集相應信息，為數據分析及管理工作的開展提供數據支撐。交通流量模塊利用紅外檢測裝置，記錄經過此路燈的車輛通行信號，從而掌握此路燈所在路段交通流量情況。安全報警模塊是為緊急事件處理提供的設備，如果居民在此路燈下受到安全威脅，可以立即按下此功能按鍵求助。Wi-Fi 服務模塊是實現城市網絡覆蓋的基礎，在路燈周圍即可享受Wi-Fi 服務，此部分設計可以與網絡供應商合作，促進城市經濟發展。當前位置指示模塊，采用GPS 原理定位，準確提示當前路燈所處位置，便于居民辨別地理位置和方向。LED 廣告牌的布設，是為智能路燈布設聚集資金的主要渠道，利用廣告投資完成路燈布設。停車收費記錄模塊是為各個收費站提供的便利服務，無需布設車輛信息掃描裝置，節省了空間資源。

圖1 智能路燈系統

二、智能路燈系統在智慧園區中的建設研究

按照智能路燈系統原理圖，在園區指定位置布設路燈系統。如圖2 所示為智慧園區布設現場。

圖2 智慧園區布設現場

圖2 中的路燈系統布設于園區草坪某一角落，在為居民提供遠程服務的同時，也可以為居民提供現場相關服務。

（1）遠程服務

該項服務借助無線傳輸裝置，將信息采集模塊中的信息發送到指定設備上，包括空氣溫濕度、氣象、攝像頭視頻、土壤溫濕度等信息，便于居民查看某一地區不同類型信息。如圖3 所示為遠程服務建設框架。

圖3 遠程服務建設框架

圖3 中，通過無線傳輸模塊，建立路燈現場與用戶端之間的連接，將采集到的信息發送到用戶端。考慮到用戶接收信息便捷服務問題，本次設計將用戶端設置為開放型客戶端，對客戶端設備要求較低，可以選取智能手機、筆記本電腦等通訊設備作為信息接收端，通過服務器實現信號轉發。

這種設計方案可以讓居民在任何位置都可以快速查收到某一具體位置不同類型信息，為其生活和工作提供便利條件。例如，土壤溫濕度信息的傳送，可以為園區植物種植工作的開展提供參考依據，通過分析當前土壤濕度是否符合植物生長要求，計劃下一步噴灌工作。

（2）現場服務

現場服務項目除了遠程信息提供服務項目以外，還可以為居民提供當前位置信息，幫助居民辨別地理位置和方向，起到道路識別作用。另外，LED 廣告牌的布設，以文字滾動方式體現廣告信息，每個時段設置不同廣告，這些廣告均為居民日常所需，可以為居民生活提供參考[6]。部分小區設置收費管理服務，停車收費記錄服務，節省設備布設空間的同時，也可以為居民查看收費項目提供便利條件。Wi-Fi 服務的增加，實現了園區網絡覆蓋，為居民提供網絡資源。安全報警服務，可以在園區遇到危險時開啟。

三、智能路燈系統在智慧城市中的建設研究

實際上，智慧城市的建設是智慧園區建設的覆蓋，由多個智慧園區及道路等空間組合成一個網狀體系結構，在城市各個角落布設智能路燈系統，為居民提供公共服務，減少社會管理機構交通管理工作任務。除此之外，還具有一定安全防控作用。如圖4 所示為智慧城市建設體系。

圖4 智慧城市建設體系

圖4 中，將智能路燈應用到園區、景觀、道路等建設中，為城市居民提供智能化服務，形成智慧城市建設體系。其中，園區建設前文已經介紹，景觀建設主要是布設在各個景觀所處地理位置，以攝像頭視頻采集、位置標示、Wi-Fi 為重點服務內容，為游客提供更高質量服務。道路建設是在原有道路照明基礎上，增加其他服務，考慮到資源合理利用問題，智能路燈布設間隔設置需要進一步探究。

基于上述體系建設方案，利用模擬軟件，以道路兩邊路燈布設為例，對智慧城市建設進行模擬，得到圖5 中的擬合效果。

圖5 中，路燈是道路建設的必要設備，為了體現智慧化城市建設特點，本建設方案添加了智能路燈。為了避免資源浪費，智能路燈的布設顯得尤為重要。綜合考慮智能路燈提供的服務，部分服務項目覆蓋面積較大，在距離間隔上沒有太大要求。而燈光照明是道路建設的必須指標，所以，本建設方案選取智能路燈和普通路燈混合應用方式，完成智慧城市道路建設。每兩個智能路燈中間布設5 個普通路燈，所有智慧路燈的操控均有無線網絡信號傳輸完成，道路管理人員可以在管控中心辦公室，通過計算機顯示屏查看相關數據信息，按照數據類別不同，分別將這些數據發送到相關管理部門，以便其他部門工作的開展。例如，氣象信息發送給氣象管理部門，作為路段氣象提示參考依據。目前，手機天氣預報精準到具體街道，這些信息的采集與發送，可以為氣象信息發布提供便利條件，成為智慧城市建設不可缺少的一部分。

圖5 智慧城市建設模擬圖

四、總結

本文圍繞智能路燈系統建設展開研究，依據系統功能，結合智慧園區和智慧城市建設需求，將智能路燈系統應用到其中，提出具體設計方案。其中，智慧園區的建設，以遠程服務和現場服務兩種方式為居民提供便利服務，除了獲取不同類型信息以外，還可以為其提供定位、Wi-Fi、安全報警、廣告信息獲取、停車收費信息等多項服務。智慧城市建設在智慧園區基礎上，通過大面積智能路燈布設，形成智慧城市。