随着我国城市化建设进程加快，城市面积不断扩张，城市人口与车辆保有量激增，城市管理面临愈来愈严峻的挑战。路灯作为城市基础设施建设的重要一环，充分展示了“无处不在”的地理优势和自带市电配套的供电便利，形成了连接城市物联网的天然节点。基于物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术的应用，遍布在城市各个分支的路灯，通过感知、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，可以实现对于城市服务、公共安全、环保在内的各种需求做出智能响应。

　　一、智慧路灯系统方案介绍

　　智慧路灯杆系统定位集智能精益、动态快速、可视可控、互联互通为一体化的路灯运行监控调度指挥平台。通过集成物联技术、GIS、GPS技术，互联网、视频通讯，智能监测等技术，将工作现场和监控中心之间有机联系起来，通过先进的大屏幕显示技术、组态监控技术和三维展示技术等，形成多信息共享、个性化操作的直观场景展现，实现便捷的信息调用和可视化指挥。

　　智慧灯杆是未来城市物联网的重要信息采集载体，路灯智能物联管理平台的建设是智慧城市的一个 重要组成部分，能够实现城市及市政服务能力的提升，也是智慧城市的一个重要入口，可促进智慧市政 和智慧城市在城市照明业务方面的落地。

　　二、智慧路灯系统方案优点

　　智慧路灯，除了可实现对路灯的远程智能管理，还可承载各种功能：交通远程监控、公安远程监控、无线视频监控、污染物远程监测、大气质量远程监测、气象环境远程监测、医疗救助、Wi-Fi覆盖、公共广播、LED信息发布、充电桩、5G基站等数据采集与转发，就形成“多功能灯杆”。

　　1、在路灯系统中可以对每个集中器及每个节点控制器进行控制。在操作界面上能实时显示所有集中器及单灯的状态，并对它们实现单点控制、组控制、广播控制等控制策略;

　　2、系统提供GIS定位，对每盏路灯进行定位并在地图上显示，并在地图上对路灯进行开关灯等操作，大大方便对路灯的管理;

　　3、能自动检测路段是否有车经过，根据车辆情况自动调节路灯照明亮度，可实现光照调控、经纬度(日落时间)调控，可以进行来车数量统计，节能率统计，以达到节能效果;

　　路灯故障或线缆被盗时即时自动将照明设备故障系统上报业务系统，业务系统根据报警信息类型通过短信预警、邮件预警等方式提醒;

　　4、用户无需到现场就能了解路灯用电情况以及功率，功率因素，包括实时耗电数据查询和历史耗电数据查询，并能在系统中新增、修改和删除电能表;

　　5、用户通过操作在电脑、手机和pad等客户终端上的客户端软件，即可对照明灯具进行移动管理。移动控制终端具备单灯控制、故障定位等功能，方便维护人员检修路灯和进行移动管理。

　　三、智慧路灯系统方案功能

　　智慧灯杆具有管理、供电、高度、密集的优势，为推动5G的建设提供了一个可行的安装环境，也是满足未来5G为了实现超密组网而催生小基站需求的媒介，对搭载5G微基站有先天优势，节省5G单独部署空间的同时，灯杆上集成的传感装置更能随时监测5G基站的运营情况。

　　1、微基站

　　预留了基站的安装位置和供电。灯杆安装后可以根据运营商的需要【有偿】提供基站的安装位置 和供电。

　　2、单灯控制器

　　单灯控制器安装在灯具内部，通信方式有： NB-IoT、Zigbee、LoRa 三种方式可选，支持脱机运 行。既能满足环保节能的要求，也可以实现智能化管理。

　　3、监控摄像头

　　根据需要在重要位置安装相应的监控摄像机, 用户可对摄像机进行水平 360 度变焦控制，监 控信息通过视频终端处理后通过有线或无线网 络汇集到监控中心，监控中心就能看到各监控 点的实时状况，中心可以通过工作站显示各现 场监控点的图像信息，也可在通过切换到大屏 幕(需配置)进行图像的实时抓取。

　　4、无线 AP

　　通过灯杆这个载体可以实现这个城市的无线覆盖，可以给所有的居民提供上网服务。【注意】如果要实现广告推送、用户管理、安全机制设置等必须增加 AC 管理设备和相应的软件。

　　5、气象站

　　具有常规气象要素风向、风速、温度、湿度、气压、噪声、PM2.5 监测功能，通过城市发布平台 实时发布，方便市民出行，同时为气象局提供基础气象数据，为环保局提供环境污染情况分析数 据。

　　6、LED 广告屏

　　支持广告内容远程更新、发布。系统可以实时监控播放内容。户外采用 LED 显示屏可以保证在环境亮度非常高的情况下用户也可以正常观看广告的内容。

　　7、IP 网络广播

　　支持个性化定时播放,可以指定不同的 IP 地址在不同的时段播放不同的内容。支持全部、分组、 单个的实时语音广播，可以远程实现重大事项播报、紧急通知播报等。

　　8、一键报警

　　急求助，当现场出现突发状况，可以通过紧急求助终端，一键求助中心，实现双向对讲，中心 可以根据情况，实时调度相关警察赶往现场解决。

　　9、充电桩

　　通过错峰用电设置与管理，可以在不增加任何基础设施的前提下，快速布局电动汽车充电设施。 由于路灯的密集度，路灯集成充电桩后，城市形成广布的充电网络，为电动汽车解决后顾之忧;

　　10、工控机

　　工控机是智慧灯杆的核心部件，负责管理灯杆上所有设备的运行和配置。是上位机同智慧灯杆实现通信的桥梁。数据的采集、上传、下发，控制功能的实现均由工控机完成。

　　四、智慧路灯杆系统方案特点

　　智慧灯杆系统的出现可以对广布在城市的传统路灯进行改造，升级为具备感知周边环境、实时监测、 实时控制的组装式灯杆。智慧灯杆包括物联网信息采集，智慧 LED 路灯照明监控，无线 WIFI 覆盖，智慧安防视频监控，智慧紧急报警求助，智慧环境信息监测，智慧网络多媒体信息发布，远程IP网络广播系统等。

　　1、按需照明

　　工作人员可利用电脑控制端或手机控制端对每盏灯进行开关控制，根据人流、车流、天气、节假日等环境条件设定合理的开关灯方案。

　　2、精细化管理

　　系统安装后，所有操作都自动记录进系统日志，所有维护工作均在后台有准确数据，对运维部门的工作情况真正达到有据可查，实现了精细化管理。

　　3、动态管理

　　所有照明设施进行身份编码并在地图上定位显示。普查所取得的数据为今后照明设施的养护和维修提供可靠的依据。

　　4、大数据分析

　　所有操作都自动记录进系统日志，并永久保存成为原始大数据，这些原始大数据将会作为社会资源大数据信息依据，开发利用。

　　5、降低运维成本

　　发生异常，会在第一时间将异常信息发送给监控中心，提高巡检人员工作效率减轻了工作强度，同时也减少了巡检人员和车辆损耗，降低运维成本。

　　6、降低安全隐患

　　当有电缆盗割现象发生时，值班工作人员会在第一时间接到短信报警通知，方便工作人员及时处理，也避免了裸露电线对行人造成的安全隐患。

　　五、智慧路灯管理系统工作原理

　　智慧路灯管理系统由软件系统和硬件设备组成，分为四层：通信层、数据采集层、应用处理层和交互层。通过各层相互配合，实现路灯设施管理、路灯控制、故障报警、用电监测、移动终端应用等功能，后期还可以扩展车流量监测、光感监测等能智能化功能。

　　智慧照明：通过工业级无线路由器，依托4G/3G无线通信网络，实现对路灯的远程集中控制与管理，具有根据车流量自动调节亮度、远程照明控制、故障主动报警等功能，能够大幅节省电力资源，提升公共照明管理水平，节省维护成本。

　　WIFI覆盖：工业级无线路由器，具有4G转WIFI功能。WIFI覆盖距离达到150米，协助智慧灯杆实现公共WIFI覆盖。

　　环境监测：利用路灯杆，全城市覆盖地安装城市环境大数据的监测，包括PM2.5，扬尘、烟雾、光照、温湿度等。传输器采集的数据通过工业级无线路由器发送到各政府管理部门，可以5中心同步传输。

　　视频监控：智慧灯杆上安装视频监控、安装特定安全监测传感器，实现城市级的安全监控。监控抓拍的视频、图片、声音等信息通过工业路由器及时传输到公安等管理部门，让城市管理更高效。

      六、智慧路灯管理系统组成架构

　　智慧路灯整体解决方案分为应用层、平台层、网络层、感知层四个层面。应用层包括了应急智慧、数字城管、平安城市、智慧交通、便民服务、环境监测和节能控制;平台层则指网络云平台和数据平台，通过平台以实现智能化;网络层指通信网、互联网和物联网;感知层包含了APP、PC、Internet、云计算、无线AP、摄像头、环境主机、一键报警等。

　　1、前端数据采集、输出设备：包括各类传感器、摄像头、音频广播、LED屏等设备。各类传感器用于感知环境状态，是信息源头，包括扬尘传感器、噪声传感器、温湿度度传感器、风向风速传感器、气压传感器等;高清摄像头用于实时捕捉前端音视频、图像;音频广播设备用于音频播放;LED屏用于展示图文、视频。

　　2、前端数据中枢设备：即RTU设备，负责接收前端各种传感器的信号值，并将数据按标准转换后通过4G网络，上传至数据中心;也负责摄像头、音频设备和数据中心之间的通信;同时也负责将前端传感器采集数据实时展示在LED。RTU设备是整体系统的核心设备。

　　3、数据中心：包括通信中心、数据库。通信中心是部署在服务器上的一种数据接收和解析软件。主要负责与RTU 对接，接收和查询RTU 上报的数据报文，并将报文解析后，存储到数据库中。数据库是专门用来存储数据的软件，负责存放通信中心解析报文生产的数据。

　　4、应用系统：主要作用为管理、统计分析和展示数据，也用于管理、配置和控制终端设备。管理终端形式有大屏、PC、APP等。

　　七、智慧路灯管理系统发展前景

　　随着城市化建设的加速，城市道路建设发展也随之加速，道路越来越宽、越来越多，各式各样的路灯数量也越来越多，而带给路灯管理处的困难也随之增加，用电大，管理繁琐等问题突出。智慧路灯作为智慧城市的重要组成部分，也已备受有关部门的高度重视和大力推广。目前，随着城市化进程的加快，城市公共照明设施的采购量和建设规模日益增大，形成了一个巨大的采购池。但随之出现的城市照明管理矛盾也日渐明显，最突出的三大矛盾就是对能源的极大消耗、照明灯具过高的维护成本以及与其他公共设备的无法兼容性。智慧照明的出现无疑将极大的改变这一现状，有力地推动智慧城市进程的加快。