基于路灯的智慧城市物联网体系设计.doc

基于路灯的智慧城市物联网体系设计Aaaaaa摘要：本文针对智慧城市建设快速发展的趋势通过对现有路灯的重新定位与改造集合智能传感器技术、电力载波通信技术、云计算技术等先进技术方便快速的建设覆盖广、容纳终端数量多、成本低、智能化程度高的城市物联网基础平台实现对物的主动式管理、广域开环运行、可信可靠并便于复制且低成本运营。在此平台基础上实现智能照明、智能交通、环境监测、城市安全、无线城市等多个智慧应用。关键字：路灯；物联网；智慧城市1案例设计目标众所周知路灯作为城市中密度最大、数量最多的市政设施之一其在城市中的作用是不言而喻的。首先增加人们夜晚的能见度提高安全感创造夜晚舒适怡人的社会活动、交往空间。其次保证车辆和行人夜晚活动的安全减少夜问交通事故和犯罪、暴力事件的发生。最后满足城市不同区域的功能需要为各分区的活动和相互间的交通、联系提供照明条一件美化城市形象促进经济繁荣。深入分析路灯在城市中的分布及建设情况可以发现除了传统意义上的照明功能外路灯不但常见、机构强健、驻点固定而且也有电力供应因此是很适合用来建立高密度的城市感测网络。针对城市路灯的以上特点通过对现有路灯的重新定位与改造集合智能传感器技术、电力载波通信技术、云计算技术等先进技术方便快速的建设覆盖广、容纳终端数量多、成本低、智能化程度高的城市物联网基础平台实现对物的主动式管理、广域开环运行、可信可靠并便于复制且低成本运营。在此平台基础上实现智能照明、智能交通、环境监测、城市安全、无线城市等多个智慧应用。2现状分析2.1城市路灯系统现状2.1.1规律分布于城市路灯作为道路上重要的设施长期以来均遵照《城市道路照明设计标准》进行标准化的设计、建设使得路灯在道路上呈现明细的规律化分布同时随着城镇化进程路灯分布越来越广泛更是随着道路延伸到城市的各个角落。2.1.2精确的地理坐标由于路灯分布及间距的规律性路灯杆本身已具备精确定位功能深圳是最早利用路灯杆编号实现“定位”报警的城市其对主要道路上11万根路灯杆均进行统一编号并将这些编号及其对应的地理坐标录入数据库报警人报出所在位置的7位路灯杆号指挥中心民警便能确定报警人位置调度最近的警力出警。2.1.3极佳的通信位置作为道路周边数量最多分布最为规律的路基侧设备为了保证对路面及周边环境的照明效果其所架设的位置优势是非常明显的。尤其路灯灯头位置更是作为智慧城市信息感知终端的绝佳选择。另一方面目前通信运营商与城市路灯也进行了一定的合作这种合作基本上是建立在城市路灯已经建设的基础上。通信运营商根据自身的网络覆盖需求规划出满足网络覆盖的城市路灯的位置并对现有的路灯进行改造以满足天线的安装实现对周边区域的覆盖。2.1.4现成的供电线路作为道路周边最大的用电设施群体每个路灯均可作为道路周边现成的供电接入点。实际上一直以来公交站广告牌节日道路景观亮化等均是直接将路灯杆作为供电电源接入远期甚至可以直接将路灯作为汽车充电桩进行使用。如果将路灯供电电缆同时用来传输电力载波信号则形成了一张覆盖于整个城市的供电及通信基础网络。2.2城市路灯系统的管理与应用现状2.2.1城市路灯系统的管理现状路灯的管理和控制系统的发展大致分为三个过程：人工控制阶段机械控制阶段和计算机控制阶段。现代化的路灯监控系统可以借助现有的通讯服务平台实现遥测、遥控、遥信“三遥”路灯数据采集和监控[1]。从上个世纪90年代开始西方发达国家代就开始从事智能照明系统的研发已经积累了丰富的建设经验和成功案例。比如新加坡、法国和瑞士已经采用计算机技术实现路灯的自动化监控德国ABB公司基于I-BUS总线研发的路灯控制系统可以实现路灯的集中开关控制；日本的松下公司基于HBS的协议研发了智能灯具和相应的管控系统实现了灯具的智能化远程控制[2]。国外在路灯监控领域的技术特点大致体现在以下几个方面：监控策略的现代化；信息承载方式的现代化管理系统的现代化。首先监控策略的现代化体现在由集中控制模式发展到精确的场景及行为分析阶段。路灯控制的“三遥”模式在国外已经非常成熟很多国家都制定了专门针对路灯的工业标准。在集中控制的基础上现代的路灯控制策略更加关注场景及行为分析的功能。比如：自适应的光照感知功能、根据日升日落时间的自动开关及调光功能车流及人流分析功能等等而且针对繁华街路偏僻街路及高速公路均有不同的监控策略一方面是路灯的控制更加的人性化另一方面也进一步节约了能源[3]。我国的路灯监控系统大致经历了与国外相似的发展过程目前还处于一个不断发展的阶段。与国外相比我们目前的管理模式和管理手段还比较落后绝大部分的城市还不没有路灯监控系统虽然在一些大中城市实现了路灯开关的集中控制但其灵活性很差不能根据环境因素的变化自动调节开关的时间更没有路灯亮度的自动调节功能应对特殊极端天气的能力较差无法实现路灯状态的自动监控