基于物联网技术的智慧路灯系统设计

邓喜该

摘要：路灯系统是重要的城市基础设备，关系到人们的夜间照明体验。城市路灯数量分布于多个区域，因此在设计过程中应该采用智慧路灯系统，强化路灯系统管理效果。在设计过程中，设计人员基于物联网技术，构建智慧路灯系统框架，能够强化智能终端设计，完善运行平台和管理平台，提升系统设计效果。故此，文章将详细分析物联网技术智慧路灯设计系统。

关键词：智慧路灯系统;物联网技术;设计

路灯系统是城市夜间照明的重要基础设施，对于人们的城市生活居住体验具有重要意义。路灯系统发展过程中经过了多个阶段，从最初简单的统一化系统设计模式，到如今的智慧路灯设计系统[1]。在智慧路灯系统设计过程中，物联网技术发挥了重要作用，能够提升其智慧管理能力，改变统一化、粗放式路灯系统管理模式，降低系统管理成本，实现精准控制，符合绿色、节能城市发展理念。

一、智慧路灯系统框架

智慧路灯系统具有智能化、便捷化管理特征，需要物联网技术给予支持。智慧路灯系统主要包括图像采集、信息采集、无线AP等模块，能够对路灯系统进行高效化管理，降低照明以及业务管理成本[2]。智慧路灯系统属于智慧城市的一部分，也是智慧城市功能的重要体现。系统管理平台主要包括两大部分，分别为管理云平台与智能终端两个部分，两个部分可以相互交流数据，云平台又可以进一步细分为业务与设备管理平台两个部分，如图一：智慧路灯系统框架。

智慧路灯系统具备自我调节能力，能够根据自然环境光照、环境变化，调节照明强度，改变照明范围，甚至能够实现系统范围内的单体控制，改变了传统统一式系统控制方法，强化智慧路灯系统节能性。

智慧路灯系统能够实现远程控制，管理员可以依靠平台数据记录、监控、故障报警等功能，准确掌握智慧路灯系统运行状况，不仅能够实现精准化管理，维修人员也可以通过故障报警信息，快速维修故障问题，减少故障率，降低智慧路灯系统维护成本[3]。

二、智慧路灯系统智能终端

智能终端部分主要承担了信息获取、感知角色，包括多个模块：（1）电源模块;（2）通信模块;（3）主控核心模块;（4）前端传感器;（5）报警模块;（6）LED控制模块;（7）其他等。如图二：智能终端拓扑结构。

主要模块介绍：

第一：主控核心板模块。能够对各个终端部分进行智能控制，具有良好的拓展性，可以配合前端设备使用。主控核心模板设计过程中，采用高性能核心板块作为材料，数据传输功能强大。

第二：通信模块。目前智慧路灯系统主要采用4G网络运行，使用LTE多模通信模组，并使用MQTT协议完成通信过程。随着通信技术不断发展，智慧路灯系统通信模块，正在积极推进5G网络技术完成通信过程，系统能够传输更大容量的文件信息，如果配合系统其他模块，可以实现信息资源共享[4]。管理员也可以直接通过通信模块下载大量的数据，并及时进行数据分析，实现多功能控制。另外，通信模块也具备WIFI热点共享能力，在智慧城市发展过程中能够为市民提供WIFI。

第三，电源模块。智慧路灯系统电源模块，是系统照明供应稳定性的重要基础，如果电源模块出现问题，将会导致系统瘫痪。在报警模块中，能够对电压、电流检测进行，如果发生电路中电流、电压运行异常，会立即进行故障预警，并将相关信息及时传送给主控核心模块，并由主控核心模块发布控制命令[5]。

第四，前端传感器。主要用于采集环境信息，能够对路况、空气以及环境温湿度进行监测，并将相关信息及时传递给后台。

三、智慧路灯系统云平台管理

城市路灯数量众多，必须依赖于智能管理平台，才能够实现高效化、便捷化管理。智慧路灯系统平台设计中，需要考虑到设备管理与业务管理两大方面，能够全面覆盖日常管理内容。

（一）设备管理平台

设备管理平台，可以查询设备工作状态，执行、下达设备管理命令。具体内容如下：

第一，设备接入。设备管理平台能够根据实际需求，接入不同的管理设备，满足设备管理信息交流。系统运行异常情况下，接入设备也可以与平台进行信息交流，保障基本业务交流内容。

第二，状态查询。设备运行状态是管理员制定管理命令的重要依据，因此平台应该具备设备状态查询功能，了解设备运行位置、状态、鉴权信息等相关内容。

第三，接收功能。管理员需要借助设备管理平台实现路灯系统设备管理，因此平台应该具备命令收发功能，可以将管理员命令迅速传输给各个设备，并及时回复终端设备命令执行信息。

第四，日志查询。设备管理过程中，管理员需要了解设备命令执行情况、运行状况，因此设备管理平台应该具备日志查询功能，管理员可以通过翻看平台日志了解相关信息。

第五，数据存储。设备管理平台应该具备数据存储能力，储备相关信息，为设备管理平台管理提供重要依据。

（二）业务管理平台

业务管理平台主要负责人员管理、监控、报表、系统等多种业务管理。

第一，设备监控。业务管理平台具备设备监控功能，管理员能够及时获取照明设备所在地的运行情况，确定管理命令是否被有效执行，了解设备运行数据是否正常。

第二，管理查询。管理员可以凭借管理权限，登陆业务管理平台系统，查询各项业务信息，并实现业务管理。

第三，基础管理。管理员可以通过基础管理功能，对档案、库房进行详细管理，满足路灯系统基础管理需求。

第四，报表管理。管理员可以通过平台报表管理功能，实现以下故障报表的综合管理：（1）耗能报表;（2）维保报表;（3）巡检报表;（4）环境参数报表;（5）其他报表等。

第五，账号管理。业务管理平台中包含短信报警、权限管理、账号管理等多项功能，管理员可以通过平台实现系统账号的有效管理。

第六，屏幕展示。业务管理平台应该具备信息展示功能，管理员可以直接通过屏幕展示功能获取热力图、故障情况、图像数据、大气数据以及其他各项指标等数据[6]。

结语：

智慧路灯系统是城市路灯系统智能化、信息化发展的必然方向，体现了信息化发展理念。因此在基于物联网技术设计过程中，设计人员要运用智能化管理思维，将各项现代化的物联网技术应用于其中，实现智慧路灯系统的多功能管理。文章从三个方面分析了如何设计智慧路灯系统，但在实际设计时，还需要考虑城市照明需求、设计成本等诸多因素，合理优化设计方案。

参考文献：

[1] 谭云月.一种基于物联网技術的智慧路灯系统设计[J].物联网技术，2020，10（3）：112-113，117.

[2] 皮小军.智慧路灯管理系统中的物联网技术应用研究[J].建筑工程技术与设计，2019，（2）：3073.

[3] 刘武.智慧路灯管理系统中的物联网技术应用研究[J].网络安全技术与应用，2018，（12）：124，126.

[4] 刘霁葳.以物联网技术为基础的智慧路灯系统设计探讨[J].智能建筑与智慧城市，2018，（10）：127-128.

[5] 李祥和.基于物联网技术的智慧路灯管理系统设计[J].自动化与仪器仪表，2018，（7）：113-116.

[6] 谭伟.基于物联网技术的智慧路灯系统设计[J].公路交通科技（应用技术版），2017，（006）：306-307.