基于智能路燈系統(tǒng)的智慧園區(qū)和智慧城市建設(shè)

李勝 上海亞明照明有限公司

隨著傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，改變了城市居民原有的生活狀態(tài)，逐漸向智能化、科學(xué)化、系統(tǒng)化方向發(fā)展。利用現(xiàn)代化先進(jìn)設(shè)備，為居民打造智慧生活空間。路燈系統(tǒng)作為城市建設(shè)不可缺少的一部分，通過(guò)添加不同功能傳感器，改裝為功能強(qiáng)大裝置，形成多功能集中服務(wù)的智能設(shè)備，對(duì)園區(qū)和城市建設(shè)幫助較大。本文將充分利用此設(shè)備優(yōu)勢(shì)，提出新的園區(qū)和城市建設(shè)方案。

一、智能路燈系統(tǒng)

路燈系統(tǒng)作為城市建設(shè)重要資源，如果可以升級(jí)改造，集多功能為一體，那么對(duì)城市建設(shè)水平的提升幫助較大。目前，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制、信息采集等技術(shù)逐漸成熟，利用不同類(lèi)型傳感器采集數(shù)據(jù)信息，通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到用戶(hù)端，實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)采集與監(jiān)控，利用自動(dòng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)費(fèi)用計(jì)算、提示信息更改等?；诖嗽O(shè)計(jì)思想，對(duì)路燈進(jìn)行改造，如圖1 所示為智能路燈系統(tǒng)。

該系統(tǒng)由信息采集模塊、交通流量控制模塊、安全報(bào)警模塊、Wi-Fi 服務(wù)模塊、當(dāng)前位置指示模塊、LED 廣告牌、停車(chē)收費(fèi)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(qū)動(dòng)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(yīng)信息，為數(shù)據(jù)分析及管理工作的開(kāi)展提供數(shù)據(jù)支撐。交通流量模塊利用紅外檢測(cè)裝置，記錄經(jīng)過(guò)此路燈的車(chē)輛通行信號(hào)，從而掌握此路燈所在路段交通流量情況。安全報(bào)警模塊是為緊急事件處理提供的設(shè)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(wù)模塊是實(shí)現(xiàn)城市網(wǎng)絡(luò)覆蓋的基礎(chǔ)，在路燈周?chē)纯上硎躓i-Fi 服務(wù)，此部分設(shè)計(jì)可以與網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商合作，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展。當(dāng)前位置指示模塊，采用GPS 原理定位，準(zhǔn)確提示當(dāng)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(shè)，是為智能路燈布設(shè)聚集資金的主要渠道，利用廣告投資完成路燈布設(shè)。停車(chē)收費(fèi)記錄模塊是為各個(gè)收費(fèi)站提供的便利服務(wù)，無(wú)需布設(shè)車(chē)輛信息掃描裝置，節(jié)省了空間資源。

圖1 智能路燈系統(tǒng)

二、智能路燈系統(tǒng)在智慧園區(qū)中的建設(shè)研究

按照智能路燈系統(tǒng)原理圖，在園區(qū)指定位置布設(shè)路燈系統(tǒng)。如圖2 所示為智慧園區(qū)布設(shè)現(xiàn)場(chǎng)。

圖2 智慧園區(qū)布設(shè)現(xiàn)場(chǎng)

圖2 中的路燈系統(tǒng)布設(shè)于園區(qū)草坪某一角落，在為居民提供遠(yuǎn)程服務(wù)的同時(shí)，也可以為居民提供現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)服務(wù)。

（1）遠(yuǎn)程服務(wù)

該項(xiàng)服務(wù)借助無(wú)線(xiàn)傳輸裝置，將信息采集模塊中的信息發(fā)送到指定設(shè)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(qū)不同類(lèi)型信息。如圖3 所示為遠(yuǎn)程服務(wù)建設(shè)框架。

圖3 遠(yuǎn)程服務(wù)建設(shè)框架

圖3 中，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸模塊，建立路燈現(xiàn)場(chǎng)與用戶(hù)端之間的連接，將采集到的信息發(fā)送到用戶(hù)端?？紤]到用戶(hù)接收信息便捷服務(wù)問(wèn)題，本次設(shè)計(jì)將用戶(hù)端設(shè)置為開(kāi)放型客戶(hù)端，對(duì)客戶(hù)端設(shè)備要求較低，可以選取智能手機(jī)、筆記本電腦等通訊設(shè)備作為信息接收端，通過(guò)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)。

這種設(shè)計(jì)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(lèi)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(qū)植物種植工作的開(kāi)展提供參考依據(jù)，通過(guò)分析當(dāng)前土壤濕度是否符合植物生長(zhǎng)要求，計(jì)劃下一步噴灌工作。

（2）現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)

現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)項(xiàng)目除了遠(yuǎn)程信息提供服務(wù)項(xiàng)目以外，還可以為居民提供當(dāng)前位置信息，幫助居民辨別地理位置和方向，起到道路識(shí)別作用。另外，LED 廣告牌的布設(shè)，以文字滾動(dòng)方式體現(xiàn)廣告信息，每個(gè)時(shí)段設(shè)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(qū)設(shè)置收費(fèi)管理服務(wù)，停車(chē)收費(fèi)記錄服務(wù)，節(jié)省設(shè)備布設(shè)空間的同時(shí)，也可以為居民查看收費(fèi)項(xiàng)目提供便利條件。Wi-Fi 服務(wù)的增加，實(shí)現(xiàn)了園區(qū)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，為居民提供網(wǎng)絡(luò)資源。安全報(bào)警服務(wù)，可以在園區(qū)遇到危險(xiǎn)時(shí)開(kāi)啟。

三、智能路燈系統(tǒng)在智慧城市中的建設(shè)研究

實(shí)際上，智慧城市的建設(shè)是智慧園區(qū)建設(shè)的覆蓋，由多個(gè)智慧園區(qū)及道路等空間組合成一個(gè)網(wǎng)狀體系結(jié)構(gòu)，在城市各個(gè)角落布設(shè)智能路燈系統(tǒng)，為居民提供公共服務(wù)，減少社會(huì)管理機(jī)構(gòu)交通管理工作任務(wù)。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(shè)體系。

圖4 智慧城市建設(shè)體系

圖4 中，將智能路燈應(yīng)用到園區(qū)、景觀、道路等建設(shè)中，為城市居民提供智能化服務(wù)，形成智慧城市建設(shè)體系。其中，園區(qū)建設(shè)前文已經(jīng)介紹，景觀建設(shè)主要是布設(shè)在各個(gè)景觀所處地理位置，以攝像頭視頻采集、位置標(biāo)示、Wi-Fi 為重點(diǎn)服務(wù)內(nèi)容，為游客提供更高質(zhì)量服務(wù)。道路建設(shè)是在原有道路照明基礎(chǔ)上，增加其他服務(wù)，考慮到資源合理利用問(wèn)題，智能路燈布設(shè)間隔設(shè)置需要進(jìn)一步探究。

基于上述體系建設(shè)方案，利用模擬軟件，以道路兩邊路燈布設(shè)為例，對(duì)智慧城市建設(shè)進(jìn)行模擬，得到圖5 中的擬合效果。

圖5 中，路燈是道路建設(shè)的必要設(shè)備，為了體現(xiàn)智慧化城市建設(shè)特點(diǎn)，本建設(shè)方案添加了智能路燈。為了避免資源浪費(fèi)，智能路燈的布設(shè)顯得尤為重要。綜合考慮智能路燈提供的服務(wù)，部分服務(wù)項(xiàng)目覆蓋面積較大，在距離間隔上沒(méi)有太大要求。而燈光照明是道路建設(shè)的必須指標(biāo)，所以，本建設(shè)方案選取智能路燈和普通路燈混合應(yīng)用方式，完成智慧城市道路建設(shè)。每?jī)蓚€(gè)智能路燈中間布設(shè)5 個(gè)普通路燈，所有智慧路燈的操控均有無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸完成，道路管理人員可以在管控中心辦公室，通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示屏查看相關(guān)數(shù)據(jù)信息，按照數(shù)據(jù)類(lèi)別不同，分別將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到相關(guān)管理部門(mén)，以便其他部門(mén)工作的開(kāi)展。例如，氣象信息發(fā)送給氣象管理部門(mén)，作為路段氣象提示參考依據(jù)。目前，手機(jī)天氣預(yù)報(bào)精準(zhǔn)到具體街道，這些信息的采集與發(fā)送，可以為氣象信息發(fā)布提供便利條件，成為智慧城市建設(shè)不可缺少的一部分。

圖5 智慧城市建設(shè)模擬圖

四、總結(jié)

本文圍繞智能路燈系統(tǒng)建設(shè)展開(kāi)研究，依據(jù)系統(tǒng)功能，結(jié)合智慧園區(qū)和智慧城市建設(shè)需求，將智能路燈系統(tǒng)應(yīng)用到其中，提出具體設(shè)計(jì)方案。其中，智慧園區(qū)的建設(shè)，以遠(yuǎn)程服務(wù)和現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)兩種方式為居民提供便利服務(wù)，除了獲取不同類(lèi)型信息以外，還可以為其提供定位、Wi-Fi、安全報(bào)警、廣告信息獲取、停車(chē)收費(fèi)信息等多項(xiàng)服務(wù)。智慧城市建設(shè)在智慧園區(qū)基礎(chǔ)上，通過(guò)大面積智能路燈布設(shè)，形成智慧城市。