智慧城市背景下的智慧路燈設(shè)計(jì)探究

徐翌珂

（廣西廣播電視信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司柳州分公司，廣西柳州 545001）

智慧城市背景下的智慧路燈相關(guān)設(shè)計(jì)，是未來(lái)城市建設(shè)的重要趨勢(shì)，也是保證路燈真正滿足城市照明需求、人們?nèi)粘Ｐ枨蟮囊粋€(gè)重要途徑。智慧路燈在設(shè)計(jì)中需要采用多種不同的信息化技術(shù)，如物聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)等，主要目的是完善當(dāng)前路燈運(yùn)行的相關(guān)體系，提升城市中路燈的實(shí)際服務(wù)水平，為人們提供更便捷的服務(wù)。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，需要從優(yōu)化城市照明環(huán)境的角度出發(fā)，對(duì)智慧路燈設(shè)計(jì)進(jìn)行有效完善，通過(guò)提升路燈設(shè)計(jì)的合理性、有效性，降低能源消耗，創(chuàng)建更綠色的智慧城市環(huán)境。

1 智慧路燈設(shè)計(jì)分析

1.1 智慧路燈設(shè)計(jì)概述

在智慧城市的建設(shè)過(guò)程中，智慧路燈系統(tǒng)是非常重要的一個(gè)組成部分，也是體現(xiàn)智慧城市建設(shè)成果的途徑之一。智慧路燈具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制等功能，與常規(guī)路燈相比，能夠真正按照城市對(duì)于照明的實(shí)際需求以及場(chǎng)景，提供具備一定自適應(yīng)功能的光源，為人們提供更適合的照明環(huán)境，有效節(jié)約能源。

智慧路燈還可以實(shí)現(xiàn)信息上的交互，通過(guò)5G技術(shù)的大力支持，路燈系統(tǒng)能夠?qū)β访娴慕煌ㄇ闆r進(jìn)行有效監(jiān)控，并且及時(shí)反饋到終端系統(tǒng)中。在智慧城市背景下設(shè)計(jì)的智慧路燈，不僅具有城市路燈的基本照明功能，還可以發(fā)揮預(yù)警、安防、監(jiān)控等作用，真正實(shí)現(xiàn)智慧路燈的實(shí)際設(shè)計(jì)目標(biāo)。如可以在智慧路燈中安裝對(duì)應(yīng)的天氣變化情況信息收集裝置，隨時(shí)關(guān)注城市中區(qū)域天氣的變化情況，通過(guò)智慧路燈的終端傳送到屏幕上，方便隨時(shí)對(duì)路燈的開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間進(jìn)行有效控制，凸顯智慧路燈具備的人性化特征，為人們的生活提供便利。

1.2 智慧路燈設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

智慧路燈的設(shè)計(jì)和建設(shè)，能夠有效地提升城市發(fā)展整體水平，從根本上解決了傳統(tǒng)路燈存在的能源浪費(fèi)問(wèn)題，為人們的生活提供方便。

（1）秩序性相對(duì)比較差。

由于我國(guó)在智慧路燈方面的設(shè)計(jì)、研究以及建設(shè)工作發(fā)展比較晚，當(dāng)前國(guó)內(nèi)的管理系統(tǒng)和秩序存在混亂問(wèn)題，缺少合理經(jīng)營(yíng)規(guī)劃，造成前期的設(shè)計(jì)和規(guī)劃工作難以實(shí)現(xiàn)實(shí)際的設(shè)計(jì)和規(guī)劃目標(biāo)，影響了智慧路燈發(fā)揮應(yīng)有的作用。由于具體的實(shí)施部門也無(wú)法與后期維護(hù)部門之間實(shí)現(xiàn)有效溝通，無(wú)法保證智慧路燈真正發(fā)揮出實(shí)際作用。此外，根據(jù)相關(guān)的調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前在我國(guó)的多個(gè)城市中，依然存在路燈故障反饋不及時(shí)、故障解決不徹底等問(wèn)題，巡檢方面也會(huì)由于技術(shù)上的限制，造成一定資源浪費(fèi)[1]。

（2）智能數(shù)據(jù)分析水平較低。

在信息化不斷發(fā)展的背景下，當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，為人們生活帶來(lái)了巨大變化，各種通信技術(shù)有效提升了人們的生活、生產(chǎn)質(zhì)量。在智慧城市的背景下，當(dāng)前智慧路燈正處于不斷發(fā)展的階段中，其在智能分析數(shù)據(jù)方面的能力能夠直接影響智能化水平。根據(jù)當(dāng)前我國(guó)的路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況，在管理、設(shè)計(jì)落實(shí)、后期維護(hù)等方面依然存在明顯的問(wèn)題，如大部分工作都需要人工完成、無(wú)法及時(shí)對(duì)照明信息實(shí)施計(jì)算和評(píng)估等[2]。影響路燈系統(tǒng)中電量統(tǒng)計(jì)分析工作，造成路燈系統(tǒng)智能化水平比較低，阻礙了智慧路燈設(shè)計(jì)水平的提升以及智慧路燈系統(tǒng)的有效發(fā)展。

2 智慧路燈設(shè)計(jì)的必要性

2.1 設(shè)計(jì)需求量大

與國(guó)外的一些發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)際設(shè)計(jì)技術(shù)、設(shè)計(jì)手段相比，我國(guó)的智慧路燈在整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)上比較落后。實(shí)際的生存環(huán)境不斷發(fā)生變化，人們對(duì)于生活質(zhì)量的要求越來(lái)越高，決定了我國(guó)城市發(fā)展水平必須朝著更好的方向發(fā)展[3]。在智慧城市背景下，合理對(duì)智慧路燈進(jìn)行設(shè)計(jì)和建設(shè)，不僅符合人們對(duì)于城市環(huán)境的實(shí)際要求，滿足人們的實(shí)際需求，也能夠有的提升城市整體建設(shè)水平，保證城市設(shè)計(jì)、建設(shè)更完善，促使我國(guó)城市能夠?qū)崿F(xiàn)更好發(fā)展。

2.2 提升照明質(zhì)量

根據(jù)近些年來(lái)對(duì)于我國(guó)發(fā)電量的統(tǒng)計(jì)，發(fā)電量與用電量之間存在明顯的不平衡關(guān)系，電力系統(tǒng)每年的發(fā)電量，根本無(wú)法滿足人們對(duì)于電能的實(shí)際需求，嚴(yán)重影響了城市的日常生產(chǎn)和生活。在社會(huì)發(fā)展進(jìn)程不斷加快的背景下，不平衡情況越來(lái)越明顯。通過(guò)有效的智慧路燈設(shè)計(jì)和建設(shè)，能夠緩解我國(guó)每年在用電量上的大量缺乏情況，提升城市的照明質(zhì)量，有效節(jié)約能源[4]。

智慧路燈的實(shí)際設(shè)計(jì)理念是在智慧城市全新背景下，通過(guò)實(shí)現(xiàn)道路交通照明建設(shè)合理性、有序?yàn)榛厩疤幔瑢M足大部分城市中居民的實(shí)際需求作為根本目的，加上國(guó)家對(duì)于該方面的工作，也給予積極肯定和支持。通過(guò)合理有效的智慧路燈設(shè)計(jì)與建設(shè)，能夠真正落實(shí)智慧城市的建設(shè)工作，為人們創(chuàng)設(shè)出更適合的生存環(huán)境。

3 智慧路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 路燈框架設(shè)計(jì)

按照智慧城市的實(shí)際發(fā)展要求，需要先對(duì)智慧路燈的框架進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

（1）客戶端系統(tǒng)。

配置對(duì)應(yīng)的設(shè)備，包括復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、大屏幕、傳真機(jī)等。

（2）輸出端以及相關(guān)設(shè)備配置。

包括筆記本電腦、臺(tái)式電腦、平板電腦、地圖App以及互聯(lián)網(wǎng)有效配置。

（3）中心服務(wù)器。

包括應(yīng)用程序服務(wù)器、文件服務(wù)區(qū)、web服務(wù)器、防火墻、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等。

（4）采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

包括光照采集儀器、GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)等。

（5）照明系統(tǒng)監(jiān)控終端。

包括網(wǎng)關(guān)控制柜等[5]。

3.2 路燈通信設(shè)計(jì)

（1）Internet通信層。

連接客戶關(guān)瀏覽器和網(wǎng)關(guān)的一個(gè)層面，主要控制智慧路燈的中心服務(wù)器，如IIS信息服務(wù)器管理器、數(shù)據(jù)庫(kù)、B/S端的應(yīng)用程序等。

（2）GPRS通信層。

對(duì)智慧路燈的通信開(kāi)關(guān)進(jìn)行有效控制，保證網(wǎng)關(guān)在通信方面的準(zhǔn)確性以及可靠性。

（3）Zigbee通信層。

對(duì)路燈設(shè)備進(jìn)行直接控制。

智慧路燈通信設(shè)計(jì)的具體工作方式：智慧路燈的實(shí)際客戶關(guān)瀏覽器，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)以及中心服務(wù)器建立有效的通信關(guān)系，通信系統(tǒng)按照TCP的相關(guān)協(xié)議介入GPRS無(wú)線通信的相關(guān)模塊中，與控制柜中的網(wǎng)關(guān)互相連接，網(wǎng)關(guān)與Zigbee網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)建對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)智慧路燈系統(tǒng)中的各個(gè)燈具進(jìn)行控制，完成智慧路燈系統(tǒng)的實(shí)際通信過(guò)程[6]。

3.3 數(shù)據(jù)流圖設(shè)計(jì)

利用智慧路燈設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)流圖，對(duì)數(shù)據(jù)流實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行分析，如B/S端的系統(tǒng)平臺(tái)能夠在智慧路燈系統(tǒng)內(nèi)下達(dá)對(duì)應(yīng)的控制指令，控制指令會(huì)直接存儲(chǔ)到中心服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，此時(shí)服務(wù)器B/S中的監(jiān)聽(tīng)軟件模塊能夠直接接收相關(guān)的控制指令，在數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)控制指令進(jìn)行提取，打包在GPRS的環(huán)境中，將其發(fā)到對(duì)應(yīng)網(wǎng)關(guān)模塊中，網(wǎng)關(guān)再向路燈中包含的電子鎮(zhèn)流器發(fā)送對(duì)應(yīng)控制指令，促使路燈系統(tǒng)中的單燈開(kāi)始運(yùn)行，單燈運(yùn)行的實(shí)際數(shù)據(jù)信息。通過(guò)逆向傳輸?shù)姆绞剑瑐魉偷诫娮渔?zhèn)流器內(nèi)，通過(guò)鎮(zhèn)流器對(duì)運(yùn)行信息進(jìn)行反饋，C/S端的監(jiān)聽(tīng)軟件準(zhǔn)確接收對(duì)應(yīng)指令，將其存入數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，便于B/S系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)路燈的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢[7]。

3.4 邏輯功能設(shè)計(jì)

智慧路燈的實(shí)際邏輯功能核心內(nèi)容是中心數(shù)據(jù)庫(kù)部分以及地圖App。

（1）設(shè)備的管理子系統(tǒng)，對(duì)子設(shè)備進(jìn)行管理。

（2）能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的管理子系統(tǒng)。

（3）制定和執(zhí)行照明策略的相關(guān)管理子系統(tǒng)。

（4）針對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析的子系統(tǒng)。

（5）負(fù)責(zé)地理信息管理的相關(guān)子系統(tǒng)。

（6）運(yùn)維管理的子系統(tǒng)。

邏輯功能結(jié)構(gòu)存在的各個(gè)系統(tǒng)，存在互相配合的關(guān)系，并不是以獨(dú)立存在的方式運(yùn)行，其中包含的所有功能子系統(tǒng)都處于中心數(shù)據(jù)庫(kù)、地圖App控制范圍內(nèi)，通過(guò)互相合作保證智慧路燈能夠更有效運(yùn)行[8]。

4 結(jié)語(yǔ)

智慧城市背景下的智慧路燈設(shè)計(jì)工作，在注重綠色、環(huán)保、節(jié)能的基礎(chǔ)上，積極融入現(xiàn)代化的信息技術(shù)，按照城市中對(duì)照明的實(shí)際需求和規(guī)范，合理開(kāi)展智慧路燈設(shè)計(jì)工作。在實(shí)際設(shè)計(jì)中不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市照明的有效管理，也能夠真正將建設(shè)智慧城市體現(xiàn)在細(xì)節(jié)處。保證智慧路燈的設(shè)計(jì)，真正為人們生活、生產(chǎn)帶來(lái)便利，也可以體現(xiàn)出智慧路燈的實(shí)際按價(jià)值，滿足智慧城市建設(shè)的實(shí)際需求，促使城市能夠?qū)崿F(xiàn)更好發(fā)展。