智慧照明，是指采用先進半導體LED光源，利用現(xiàn)代通訊技術(shù)、計算機智能化信息處理及節(jié)能型電器控制等技術(shù)組成的分布式遙測、遙控、遙訊控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對室外燈光亮度的強弱調(diào)節(jié)、燈光軟啟動、定時控制、場景設(shè)置等功能，以實現(xiàn)按需照明和精準配光的目的。同時利用室外照明設(shè)備布局，形成城市信息采集、執(zhí)行的節(jié)點，實現(xiàn)智慧城市的決策功能，能夠大幅節(jié)省電力資源，提升公共照明管理水平，節(jié)省維護成本。
1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
智能感知層是城市照明智慧節(jié)能系統(tǒng)的感覺器官，通過各類智能傳感器，實時捕捉照明線路覆蓋區(qū)域的各類信息。采集的信息包括：（1）照明設(shè)備各類信息，如：電流、電壓、故障信息等；（2）照明使用相關(guān)信息，如單位時間內(nèi)通過人流量、車輛數(shù)等；（3）環(huán)境參數(shù)：光照度、溫度、濕度、空氣污染物監(jiān)測、噪聲監(jiān)測等。項目應(yīng)用集成方便的各類傳感器，盡可能充分的采集照明現(xiàn)場的各類信息，從而應(yīng)用層的大數(shù)據(jù)處理中心為每一條照明線路甚至細化到某一段照明路線上，推理出精細化、個性化的照明策略。傳輸層主要實現(xiàn)感知層和應(yīng)用層的數(shù)據(jù)雙向傳輸。首先智能感知層的數(shù)據(jù)采集終端的將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點，網(wǎng)關(guān)節(jié)點通過4G網(wǎng)絡(luò)連接，將采集的設(shè)備及環(huán)境參數(shù)傳送到應(yīng)用層供其處理。應(yīng)用層可通過傳輸層發(fā)送控制以及各類配置命令，控制照明設(shè)置的狀態(tài)。大數(shù)據(jù)處理應(yīng)用層是城市照明系統(tǒng)的“大腦”，智能照明控制策略體現(xiàn)了整個系統(tǒng)的智能化程度。綜合利用采集到的各類數(shù)據(jù)信息及環(huán)境參數(shù)相關(guān)信息，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析，并通過所分析的結(jié)果反饋到各分支路燈監(jiān)控終端，實現(xiàn)個性化的自適應(yīng)調(diào)節(jié)亮度從而達到節(jié)能的目的。同時，可輔助實現(xiàn)實時監(jiān)測路燈工作狀況，提供路燈故障類型報警以及故障地點通知等功能。
2、智慧照明系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
2.1數(shù)據(jù)中心
智慧照明系統(tǒng)，已經(jīng)從狹義的角度向廣義的角度發(fā)展和延伸。若多源化、多部門、多類型的數(shù)據(jù)在前端統(tǒng)一采集后，再按照以往的方式分別傳輸至各主管部門，那么又造成了 “煙囪”現(xiàn)象的出現(xiàn)，不但增加了整體建設(shè)成本，而且影響到部門間數(shù)據(jù)的互聯(lián)和互通。結(jié)合國家智慧城市的總體部署要求，建議在智慧城市的總體框架下，將所有智慧照明系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)，統(tǒng)一存儲至智慧城市數(shù)據(jù)中心內(nèi)，或是統(tǒng)一租賃私有云、公有云進行存儲和管理。這樣各個部門無需再新建機房或擴充機房，極大地降低建設(shè)成本，有效地節(jié)約了空間資源；同時，更有利于各部門之間數(shù)據(jù)的充分共享和二次利用。
2.2地理信息系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)，應(yīng)充分利用智慧城市所建設(shè)的地理信息系統(tǒng)或現(xiàn)有的地理信息系統(tǒng)，智慧照明系統(tǒng)應(yīng)在此基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)。同時，應(yīng)充分滿足數(shù)字化城市管理信息系統(tǒng)和城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)等的相關(guān)技術(shù)標準，建議地圖精度不低于1：500。
2.3組網(wǎng)方式
單一智慧路燈的組網(wǎng)方式，通常采用 “單燈控制器—集中控制器—中心”的三層架構(gòu)，每1基路燈設(shè)置 1 套單燈控制器，每1公里設(shè)置一套集中控制器。其中單燈控制器與集中控制器之間的通信，一般采用電力載波或 Zig Bee 技術(shù)；在實際應(yīng)用中我們推薦采用電力載波的方式。集中控制器與中心之間的通信，一般采用4G無線傳輸。集成傳感器的組網(wǎng)方式，通常采用 “集成傳感器—分匯聚點—道路匯聚點—中心”的四層架構(gòu)，每1基路燈設(shè)置1套集成傳感器 ( 結(jié)合具體功能需求設(shè)置具體的傳感器類型)，每 5-6 基路燈幾何距離最正中的路燈桿設(shè)置1個分匯聚點。集成傳感器與分匯聚點之間的通信，一般，采用六類非屏蔽雙絞線傳輸。分匯聚點與道路匯聚點之間、道路匯聚點與中心之間的通信，采用光纖傳輸?；谏鲜鰞深愒O(shè)備的組網(wǎng)方式，構(gòu)建 “單燈控制器 (集成傳感器) —分匯聚點 (集中控制器) —道路匯聚點—中心”的四層總體架構(gòu)。其中單燈控制器與集中控制器之間仍采用電力載波傳輸，集成傳感器與分匯聚點之間仍采用六類非屏蔽雙絞線傳輸；分匯聚點 (集中控制器) 與道路匯聚點之間、道路匯聚點與中心之間的通信，統(tǒng)一采用光纖傳輸。
2.4 供電方式
由于照明路燈供電時間一般為晚上和檢修時段，而智慧路燈集成的各傳感器需全天二十四小時供電，因此，照明路燈與智慧路燈各傳感器采用獨立供電，電源分別引自路燈控制柜和弱電控制柜。各智慧路燈采用鏈式供電方式。
2.5 視頻共享
視頻共享是指道路外場的攝像機圖像可以給多個管理部門進行使用。在智慧照明系統(tǒng)建設(shè)過程中，建議各部門的攝像機進行統(tǒng)籌規(guī)劃、集中布設(shè)，這樣可以避免攝像機、桿件、基礎(chǔ)等的重復建設(shè)，降低建設(shè)成本，提升城市道路的整體美觀度。目前，道路外場的攝像機主要來源于公安、交警、城管、路燈、綜治辦等部門，各自布設(shè)攝像機的位置有相互交叉，也有彼此獨立的，公安部門的攝像機主要布設(shè)在城市交叉口、公交車站、重要場所出入口；交警部門的攝像機主要布設(shè)在城市交叉口、路段；城管部門的攝像機主要布設(shè)在商業(yè)街道兩側(cè)人行道上；路燈部門的攝像機主要布設(shè)在城市道路的分隔帶上；綜治辦的攝像機主要布設(shè)在城市交叉口、城市主要出入口、重點部位等。在城市交叉口、路段、重要場所出入口，存在多個部門的管理需求高度集中，有利于發(fā)揮智慧照明系統(tǒng)的視頻共享的整體效用。
2.6傳感器集成
目前，智慧照明系統(tǒng)的傳感器，主要包括噪音檢測儀、空氣檢測儀、煙霧感應(yīng)器、亮度傳感器、音柱廣播、微波傳感器、充電樁等。在廠區(qū)門口，設(shè)置噪音檢測儀和空氣檢測儀，用于噪音和環(huán)境檢測。在餐飲店周邊道路上，設(shè)置空氣檢測儀和煙霧感應(yīng)器，用于環(huán)境和煙霧檢測。在商住混合區(qū)域，設(shè)置噪音檢測儀，用于噪聲檢測。在道路上，分別設(shè)置亮度傳感器、音柱廣播、微波傳感器，用于道路亮度抽樣檢測、重點區(qū)域安防和重點道路交通管理等。在停車場周邊道路設(shè)置充電樁，用于新能源車輛的充電。
2.7 桿件共用
智慧照明系統(tǒng)將攝像機、各類傳感器與傳統(tǒng)的路燈桿件共用，在此基礎(chǔ)上，很多城市還將標志牌、信息顯示屏與傳統(tǒng)的路燈桿件共用。在實際應(yīng)用中，共用桿件的標志牌、信息顯示屏尺寸不宜過大，否則仍會影響到城市的整體美觀度。
2.8與智慧城管系統(tǒng)銜接
智慧照明系統(tǒng)的攝像機、噪音檢測儀、空氣檢測儀、煙霧感應(yīng)器、微波傳感器等圖像和數(shù)據(jù)，通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至智慧城市數(shù)據(jù)中心內(nèi)。智慧城管系統(tǒng)通過智慧城市數(shù)據(jù)中心身份認證后，統(tǒng)一調(diào)用相關(guān)圖像和數(shù)據(jù)，實現(xiàn)城市亂象監(jiān)控、積水點監(jiān)控、噪音檢測、環(huán)境檢測、煙霧檢測、人流密度檢測等數(shù)據(jù)共享。同時，智慧城管系統(tǒng)可以通過智慧照明系統(tǒng)的音柱廣播、信息顯示屏等外延設(shè)施，發(fā)布城市管理突發(fā)事件等語音、文字信息。
綜上所述“智慧城市”是利用各種通信技術(shù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等的信息處理及整合，反映出的各項數(shù)據(jù)，來表現(xiàn)城市整體設(shè)施和建設(shè)性結(jié)果的一種技術(shù)性概念，從發(fā)展到現(xiàn)在，“智慧城市”基本實現(xiàn)了從理論基礎(chǔ)到實踐環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)變，在城市的大街小巷中隨處可見智慧城市背景下的各種智能物質(zhì)基礎(chǔ)，例如智慧路燈。本文以智慧城市的發(fā)展為背景，首先分析了智慧路燈發(fā)展現(xiàn)狀和設(shè)計的必要性，在此基礎(chǔ)上對智慧路燈系統(tǒng)設(shè)計具體實施做了初步探究，希望對智慧城市的建設(shè)和發(fā)展有所促進作用。
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文章來源：河姆渡智能建筑
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