智慧燈桿在智慧城市中的應(yīng)用探討

吳張敏

摘要：路燈是城市照明的重要設(shè)施，新型智慧路燈是一種集成各種信息設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新復(fù)合應(yīng)用的產(chǎn)品?；谡彰骰A(chǔ)設(shè)施，智慧路燈成為智慧城市的一個部分。文章主要討論智能燈桿應(yīng)用的主要功能，對智慧燈桿建設(shè)的必要性與應(yīng)用優(yōu)勢進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：智慧燈桿;智慧城市;應(yīng)用

引言

在如今，路燈是城市照明的載體，在城建設(shè)施中是一種密度最大、數(shù)量最多的設(shè)施，發(fā)揮著舉足輕重的作用。城市建成區(qū)中“路通燈亮”的現(xiàn)象就足以表明其分布廣泛、可以供電的屬性，如果再新增添可以通信聯(lián)網(wǎng)的功能，那么燈桿將會極大地促進(jìn)智慧城市的建設(shè)。將普通燈桿進(jìn)行由內(nèi)而外的翻新，在其可以發(fā)揮照明功能的同時，還可以將供電、控制和網(wǎng)絡(luò)集于一體。綠色減排，為人們的工作和生活帶來了極大的便利。

一、智慧燈桿建設(shè)的必要性

（一）網(wǎng)絡(luò)感知層

主要利用該層對城市周圍環(huán)境進(jìn)行探測。由于智慧燈桿在城市中的分布范圍廣、數(shù)量龐大，可以在該設(shè)施上安裝傳感器、攝像頭等，在智慧燈桿工作時對其周圍的環(huán)境進(jìn)行感知，實(shí)現(xiàn)周圍環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)控、采集和控制。

（二）網(wǎng)絡(luò)通信層

主要包括高帶寬、大容量的光網(wǎng)絡(luò)與覆蓋面較廣的無線網(wǎng)絡(luò)。智慧燈桿能夠作為網(wǎng)絡(luò)通信的重要載體，還可以搭載通信基站。特別是5G時代的到來，更是對智慧燈桿的布局提出了高要求，以解決5G基站的布局問題。

（三）數(shù)據(jù)計算與存儲層

該層的主要功能是用來對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行計算與存儲。隨著各類信息技術(shù)的不斷發(fā)展，許多創(chuàng)新應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，包括空氣質(zhì)量檢測、照明監(jiān)控等，這些創(chuàng)新應(yīng)用都需要進(jìn)行數(shù)據(jù)計算與存儲，而智慧燈桿作為重要的信息載體，能夠作為網(wǎng)絡(luò)計算節(jié)點(diǎn)使用。

（四）數(shù)據(jù)融合及應(yīng)用層

作為智慧城市參考模型構(gòu)建過程中的信息采集終端，其主要功能是將各個領(lǐng)域的智慧應(yīng)用進(jìn)行有機(jī)融合。現(xiàn)階段，智慧燈桿在城市發(fā)展建設(shè)中起到的作用已經(jīng)被大眾認(rèn)可，其作為信息載體，能夠有效拓展城市的各項職能，包括照明、供電、安防、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、空氣質(zhì)量監(jiān)測、智慧交通、預(yù)警等。

二、智慧燈桿應(yīng)用優(yōu)勢

（1）覆蓋面廣在城市中的地面公共基本設(shè)施中，路燈的覆蓋面幾乎是最廣的。

（2）可以實(shí)現(xiàn)多種功能的集成化：以后生活中的路燈還將承擔(dān)更多方面的信息收集功能。

（3）死角少、點(diǎn)位多：城市中基本每一條路都安裝著路燈，可以作為地理標(biāo)志。

（4）市民關(guān)注度提高：市民對于路燈建設(shè)的關(guān)注度日益提高。

（5）擴(kuò)張性強(qiáng)，與城市的擴(kuò)建同步。

（6）平臺管理：在對普通燈桿的升級改造之后，智慧燈桿不僅可以進(jìn)行資源共享，還能實(shí)現(xiàn)對其遠(yuǎn)程控制和管理。

（7）結(jié)構(gòu)合理：在結(jié)構(gòu)上運(yùn)用雙管的造型，不但安全堅固，還能將強(qiáng)弱電分開。在燈桿內(nèi)側(cè)有開槽的設(shè)計，安裝方便快速，可以縮短時間，節(jié)省人力。

（8）整合資源高度的集成化設(shè)計，可以使城市路桿的多種功能，同時也包括移動通信功能，全都統(tǒng)一整合到智慧路燈上，有利于節(jié)約資源，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

（9）面向5G：通過連接5G網(wǎng)絡(luò)，可以提前掌握燈桿的資源，擴(kuò)大容量。

（10）開放性好：不僅可以適用于移動通信微基站，也可以適用于其他方面，比如：交通監(jiān)控、公共廣播、無線通信、廣告?zhèn)髅降取?/p>

（11）造型美觀：經(jīng)過多次的更改設(shè)計得到了現(xiàn)在的理想結(jié)果。

（12）施工方便，快速實(shí)施：依照普通路燈的方式開展，可以在網(wǎng)絡(luò)需要的領(lǐng)域內(nèi)迅速部署，為人們提供所需的服務(wù)。

三、智能燈桿應(yīng)用的主要功能

（一）智能照明功能

在智能照明上主要是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過軟件平臺根據(jù)周圍環(huán)境的實(shí)時情況以及根據(jù)季節(jié)的變化、天氣狀況、光照度、特殊節(jié)假日等來實(shí)現(xiàn)路燈的自動開關(guān)燈和對路燈的亮度進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)按照需求進(jìn)行人性化照

明，在確保安全的同時實(shí)現(xiàn)了二次節(jié)能，提高照明質(zhì)量。此外，綜合有線或無線的通信技術(shù)、監(jiān)控制系統(tǒng)以及物聯(lián)信息基礎(chǔ)設(shè)施平臺，對單一燈桿或整個燈桿群進(jìn)行遠(yuǎn)程管理、實(shí)時監(jiān)控故障報警以及智能分析，并可向檢修部門反饋故障情況，在大幅提高城市路燈管理人員的工作服務(wù)效率的同時降低路燈維護(hù)作業(yè)人員的工作強(qiáng)度。

（二）視頻監(jiān)控功能

智慧路燈的視頻監(jiān)控功能需要在智慧路燈燈桿上預(yù)留有安裝插口或者接口，可以連接網(wǎng)以及供電系統(tǒng)和攝像機(jī)，而且還需要滿足公路兩邊安裝高清攝像機(jī)的最小寬度要求。利用現(xiàn)代技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對智慧路燈的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行智慧的遠(yuǎn)程監(jiān)控以及管理，實(shí)時地了解智慧路燈的運(yùn)行狀態(tài)以及查詢其位置等。在智慧城市的發(fā)展中，用于視頻監(jiān)控功能的攝像機(jī)一般是集中安裝在智慧警務(wù)系統(tǒng)中，這樣可以方便與對監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時管理與監(jiān)控。

（三）WiFi接入功能

由于WiFi天線覆蓋距離可達(dá)100～500m，利用燈桿來架設(shè)基站是一種較好的方式。與傳統(tǒng)基站網(wǎng)絡(luò)相比，其運(yùn)營成本與能耗均可得到有效降低，同時具有設(shè)備體積小、安裝便捷、覆蓋面廣、隱蔽性好等優(yōu)點(diǎn);還可以利用無線WiFi實(shí)現(xiàn)監(jiān)控信號傳輸，市民不僅可接收到有關(guān)信息，而且還可以實(shí)現(xiàn)信息的查詢，方便市民的生活，收集市民的上網(wǎng)特征數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)來分析市民的行為運(yùn)動軌跡，用信息支持方式來為政府有關(guān)部門提供科學(xué)決策;同時還可以通過無線WiFi來定制手機(jī)端及個人電腦端的接入頁面，進(jìn)行信息的推送與廣告服務(wù)。

（四）智能充電功能

隨著城市電動汽車保有量的增大，而充電樁的數(shù)量遠(yuǎn)不能滿足電動汽車的需求，將充電樁集成到燈桿的內(nèi)部，在道路兩側(cè)與燈桿共址布局建設(shè)，為電動汽車提供交直流電能。使用操作非常簡便，電動汽車車主只需要將車?？吭谠O(shè)有停車位的路燈旁，通過掃描充電樁上的二維碼并安裝相關(guān)的終端APP便可進(jìn)行充電，系統(tǒng)會根據(jù)充電的時間、電量等來計算充電的費(fèi)用且可通過手機(jī)來進(jìn)行支付。將智能燈桿與充電樁有機(jī)結(jié)合，將極大地解決充電樁數(shù)量不足、建設(shè)成本高等困局，構(gòu)建城市管理者、電動汽車、充電樁運(yùn)營商一體化的產(chǎn)業(yè)聯(lián)動鏈。充電樁與信息發(fā)布平臺聯(lián)動，顯示充電樁的使用狀態(tài)，與探頭的聯(lián)動，可監(jiān)測充電樁停車位的運(yùn)行、使用情況，實(shí)現(xiàn)對充電樁停車位管控。

（五）環(huán)境監(jiān)測功能

智慧路燈還具有一定的環(huán)境監(jiān)測功能，智慧路燈能夠?qū)崟r監(jiān)測當(dāng)?shù)氐臐穸?、溫度、風(fēng)向以及風(fēng)速、整個公路路面的積水狀態(tài)以及整個環(huán)境中的噪音狀況等。前期需要在智慧燈桿上預(yù)留一定的安裝插口以及接口，這樣方便與在安裝時實(shí)現(xiàn)整個環(huán)境模塊的便捷安裝。所安裝的所有的環(huán)境監(jiān)測模塊都能夠支持遠(yuǎn)程集中管理與控制，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控，查詢其運(yùn)行狀態(tài)以及對智慧燈桿進(jìn)行實(shí)時的定位。利用環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測環(huán)境中的空氣質(zhì)量以及整個環(huán)境的溫度和濕度狀態(tài)，同時也可以檢查環(huán)境中的噪聲狀態(tài)同時可以利用環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的中環(huán)境監(jiān)測器監(jiān)測到的噪聲多發(fā)路段進(jìn)行噪聲的控制以及治理，同時可以利用聲學(xué)傳感器監(jiān)測事故多發(fā)路段，對事故多發(fā)路段實(shí)行實(shí)時偵測其車輛碰撞的過程，縮短事故的響應(yīng)時間，盡量早地采取措施救助傷者。

結(jié)束語

總之，隨著城市的不斷建設(shè)和發(fā)展，智慧燈桿作為城市和網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵的連接載體，也將會擴(kuò)大實(shí)施范圍，成為智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)。提出了智慧燈桿應(yīng)用于智慧城市的優(yōu)勢和各種公共服務(wù)功能，促進(jìn)城市和社會的持續(xù)發(fā)展，改變?nèi)藗兊纳罘绞剑行岣呱钯|(zhì)量和水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳寶光.智慧燈桿在智慧城市中的應(yīng)用研究[J].數(shù)碼設(shè)計（上），2020，009（001）：271-272.

[2]陳穎.智慧燈桿在智慧城市中的應(yīng)用[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2019，000（009）：130-132.

[3]劉范增.智能燈桿在智慧城市中的應(yīng)用[J].電子世界，2019，000（011）：

192-193.