基于物联网的智能路灯综合服务技术研究

林日昕

中国联合网络通信有限公司深圳市分公司，广东深圳 518048

基于物联网的智能路灯综合服务技术研究

林日昕

中国联合网络通信有限公司深圳市分公司，广东深圳 518048

本文探讨了将路灯作为智慧城市的末梢，提供智能路灯综合服务平台的概念。在这个平台承载了路灯节能控制、道路环境测量、道路井盖防盗、道路视频监控、wifi覆盖、电动车充电桩等服务。本文还探讨了相关技术的难点和解决办法。

物联网；智慧城市；路灯；节能；电动车充电桩

1 项目研究背景及需求分析

随着物联网、移动互联网、云计算等技术的发展，对于城市道路管理的重要组成部分－道路路灯的管理，从简单的照明功能也进行了延伸。路灯已经不止是一个简单的照明，而是未来智慧城市道路综合管理的末梢。承载了节能、安防、便民等多种的用途。

2 智能路灯综合服务平台的设计

通过对市场的分析研究，我们提出了建设智能路灯综合服务平台的方案，对于路灯节能监控、路灯便民服务、路灯增值服务三个方向，综合目前城市道路的电杆资源和管线资源，给出了综合解决方案。

下面分别描述相应的功能。

1）路灯节能监控。

（1）路灯远程监控及GPS定位：实现路灯的定位、系统单灯远程开关控制、运行状态监视与故障检测功能。

（2）路灯GPS定位：实现道路路灯GPS定位功能，以及监控平台的路灯GIS显示功能。

2）路灯便民服务。

（1）环境温湿度与空气质量测量：实现城市道路环境温湿度与空气PM2.5指标测量功能。

（2）井盖防盗：实现城市道路井盖安防监控功能 。

3）路灯增值服务。

（1）道路视频监控：实现城市道路重点路段与场所、以及路灯安防的实时视频监控功能。

（2）WIFI网络覆盖：实现城市道路WIFI网络覆盖功能。

（3）电动车充电桩：将路灯改造为智能充电桩，为电动车进行路边充电。通过提供方便的路边充电桩，可以解决电动车产业的难点，拉动产业发展。

3 实现的关键技术

本平台的主要创新的技术比较多，包括了网络的协同共享技术、路灯便民服务接入、充电桩的室外漏电保护等，下面分别进行描述。

网络协同共享技术：

由于综合服务管理平台的接入单元有多种，其中环境检测、井盖防盗要通过Zigbee综合接入单元接入到路灯综合服务平台；智能充电桩、路灯远程控制要接入到路灯综合服务平台；道路实时视频通过4G网络或光纤单独接入到视频综合服务平台；wifi覆盖要接入到互联网。

综合服务管理平台接入网络的特点是所有的对外通信复用一条通信线路；4G或光纤接入看现场的环境来确定，对于无法布放光纤的接入点采用4G接入；三个网络通过VPN分开，对于控制单元保证1M固定带宽，对于视频优先保证5M带宽，对于wifi互联网接入服务不保证固定带宽，先到先得。

路灯便民服务接入：

1）环境温湿度与空气质量检测接入。

通过在前端加装PM2.5传感器、湿度传感器、温度传感器等可以实现城市道路环境温湿度与空气PM2.5指标测量功能。由于传感器的安装位置不一定可以与灯杆的位置有线路连接。在这里使用最为省电的ZigBee的终端节点进行数据传输，采用纽扣电池供电，再在路灯杆上安装ZigBee的会聚节点，可以方便的实现数据传输。电池可以三个月更换一次。

另在关键位置的路灯上通过LED显示屏显示相关的温度、湿度、PM2.5等数据，方便市民出行查看。

2）井盖防盗：通过在井盖下加装水银平衡检测控制器，如果失去平和，将通过ZigBee终端节点，将信号传输到会聚节点，并在系统后台实现实时告警。

电动车充电桩电源保护：

作为室外的充电桩，气候环境条件复杂，安全保护包括了对雨天漏电、人为事故断电、充电线路漏电等异常情况的保护。为此需要设置充电安全保护机制：在未充电状态下，电桩的触口无电，只有在用户插入预付费卡，通过扣费认证的用户，充电桩才能进入充电准备状态。插入车辆的电池组连接正常后，才开始进行智能充电，并开始计费。

充电桩的内部保护逻辑是：在充电桩的刷卡区域刷卡，开始充电。主控电路判断系统是否处于过载或欠流的情况。目前的额定输出电流为3.3A，当电流大于3.3+0.5A时，0.5s以后，由主控电路触发断路器，充电桩产生过流保护，停止供电；当电流小于1±0.2A时，主控电路触发断路器充电桩产生欠流保护停止供电。同时主控电路控制指示灯，提供绿、蓝、黄三色，分别代表了可以充电状态、正在充电状态以及异常保护状态。

4 结论

作为未来智慧城市神经网络的末梢，路灯网络天然具有了落地快、覆盖全、电力和电信网络易于到位等优势，除了承载节能、便民、wifi、充电等用途外，还可以开发多种基于智慧城市的智能应用。本项目目前在深圳市路灯管理局的主持下，深圳联通、比亚迪公司深度参与了这个项目，目前已经建设了样板站点，即将在全市进行推广。相信随着产业链的进一步成熟，相应的技术也将逐步迈向成熟。

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TN929.533

A

1674-6708（2015）144-0093-01

林日昕，毕业院校：北京邮电大学，19年电信行业工作经验，智慧城市专家,先后从事移动网络、数据网络、增值业务、互联网业务和集团客户行业应用的技术工作,对平台设计、产品设计有丰富的经验,主持过千万用户级的互联网平台架构设计