林日昕

中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司深圳市分公司，廣東深圳 518048

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能路燈綜合服務(wù)技術(shù)研究

林日昕

中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司深圳市分公司，廣東深圳 518048

本文探討了將路燈作為智慧城市的末梢，提供智能路燈綜合服務(wù)平臺(tái)的概念。在這個(gè)平臺(tái)承載了路燈節(jié)能控制、道路環(huán)境測(cè)量、道路井蓋防盜、道路視頻監(jiān)控、wifi覆蓋、電動(dòng)車充電樁等服務(wù)。本文還探討了相關(guān)技術(shù)的難點(diǎn)和解決辦法。

物聯(lián)網(wǎng)；智慧城市；路燈；節(jié)能；電動(dòng)車充電樁

1 項(xiàng)目研究背景及需求分析

隨著物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于城市道路管理的重要組成部分－道路路燈的管理，從簡(jiǎn)單的照明功能也進(jìn)行了延伸。路燈已經(jīng)不止是一個(gè)簡(jiǎn)單的照明，而是未來(lái)智慧城市道路綜合管理的末梢。承載了節(jié)能、安防、便民等多種的用途。

2 智能路燈綜合服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)市場(chǎng)的分析研究，我們提出了建設(shè)智能路燈綜合服務(wù)平臺(tái)的方案，對(duì)于路燈節(jié)能監(jiān)控、路燈便民服務(wù)、路燈增值服務(wù)三個(gè)方向，綜合目前城市道路的電桿資源和管線資源，給出了綜合解決方案。

下面分別描述相應(yīng)的功能。

1）路燈節(jié)能監(jiān)控。

（1）路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控及GPS定位：實(shí)現(xiàn)路燈的定位、系統(tǒng)單燈遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)控制、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視與故障檢測(cè)功能。

（2）路燈GPS定位：實(shí)現(xiàn)道路路燈GPS定位功能，以及監(jiān)控平臺(tái)的路燈GIS顯示功能。

2）路燈便民服務(wù)。

（1）環(huán)境溫濕度與空氣質(zhì)量測(cè)量：實(shí)現(xiàn)城市道路環(huán)境溫濕度與空氣PM2.5指標(biāo)測(cè)量功能。

（2）井蓋防盜：實(shí)現(xiàn)城市道路井蓋安防監(jiān)控功能 。

3）路燈增值服務(wù)。

（1）道路視頻監(jiān)控：實(shí)現(xiàn)城市道路重點(diǎn)路段與場(chǎng)所、以及路燈安防的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控功能。

（2）WIFI網(wǎng)絡(luò)覆蓋：實(shí)現(xiàn)城市道路WIFI網(wǎng)絡(luò)覆蓋功能。

（3）電動(dòng)車充電樁：將路燈改造為智能充電樁，為電動(dòng)車進(jìn)行路邊充電。通過(guò)提供方便的路邊充電樁，可以解決電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)的難點(diǎn)，拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3 實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

本平臺(tái)的主要?jiǎng)?chuàng)新的技術(shù)比較多，包括了網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同共享技術(shù)、路燈便民服務(wù)接入、充電樁的室外漏電保護(hù)等，下面分別進(jìn)行描述。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)同共享技術(shù)：

由于綜合服務(wù)管理平臺(tái)的接入單元有多種，其中環(huán)境檢測(cè)、井蓋防盜要通過(guò)Zigbee綜合接入單元接入到路燈綜合服務(wù)平臺(tái)；智能充電樁、路燈遠(yuǎn)程控制要接入到路燈綜合服務(wù)平臺(tái)；道路實(shí)時(shí)視頻通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)或光纖單獨(dú)接入到視頻綜合服務(wù)平臺(tái)；wifi覆蓋要接入到互聯(lián)網(wǎng)。

綜合服務(wù)管理平臺(tái)接入網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是所有的對(duì)外通信復(fù)用一條通信線路；4G或光纖接入看現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境來(lái)確定，對(duì)于無(wú)法布放光纖的接入點(diǎn)采用4G接入；三個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)VPN分開(kāi)，對(duì)于控制單元保證1M固定帶寬，對(duì)于視頻優(yōu)先保證5M帶寬，對(duì)于wifi互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)不保證固定帶寬，先到先得。

路燈便民服務(wù)接入：

1）環(huán)境溫濕度與空氣質(zhì)量檢測(cè)接入。

通過(guò)在前端加裝PM2.5傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器等可以實(shí)現(xiàn)城市道路環(huán)境溫濕度與空氣PM2.5指標(biāo)測(cè)量功能。由于傳感器的安裝位置不一定可以與燈桿的位置有線路連接。在這里使用最為省電的ZigBee的終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，采用紐扣電池供電，再在路燈桿上安裝ZigBee的會(huì)聚節(jié)點(diǎn)，可以方便的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。電池可以三個(gè)月更換一次。

另在關(guān)鍵位置的路燈上通過(guò)LED顯示屏顯示相關(guān)的溫度、濕度、PM2.5等數(shù)據(jù)，方便市民出行查看。

2）井蓋防盜：通過(guò)在井蓋下加裝水銀平衡檢測(cè)控制器，如果失去平和，將通過(guò)ZigBee終端節(jié)點(diǎn)，將信號(hào)傳輸?shù)綍?huì)聚節(jié)點(diǎn)，并在系統(tǒng)后臺(tái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)告警。

電動(dòng)車充電樁電源保護(hù)：

作為室外的充電樁，氣候環(huán)境條件復(fù)雜，安全保護(hù)包括了對(duì)雨天漏電、人為事故斷電、充電線路漏電等異常情況的保護(hù)。為此需要設(shè)置充電安全保護(hù)機(jī)制：在未充電狀態(tài)下，電樁的觸口無(wú)電，只有在用戶插入預(yù)付費(fèi)卡，通過(guò)扣費(fèi)認(rèn)證的用戶，充電樁才能進(jìn)入充電準(zhǔn)備狀態(tài)。插入車輛的電池組連接正常后，才開(kāi)始進(jìn)行智能充電，并開(kāi)始計(jì)費(fèi)。

充電樁的內(nèi)部保護(hù)邏輯是：在充電樁的刷卡區(qū)域刷卡，開(kāi)始充電。主控電路判斷系統(tǒng)是否處于過(guò)載或欠流的情況。目前的額定輸出電流為3.3A，當(dāng)電流大于3.3+0.5A時(shí)，0.5s以后，由主控電路觸發(fā)斷路器，充電樁產(chǎn)生過(guò)流保護(hù)，停止供電；當(dāng)電流小于1±0.2A時(shí)，主控電路觸發(fā)斷路器充電樁產(chǎn)生欠流保護(hù)停止供電。同時(shí)主控電路控制指示燈，提供綠、藍(lán)、黃三色，分別代表了可以充電狀態(tài)、正在充電狀態(tài)以及異常保護(hù)狀態(tài)。

4 結(jié)論

作為未來(lái)智慧城市神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的末梢，路燈網(wǎng)絡(luò)天然具有了落地快、覆蓋全、電力和電信網(wǎng)絡(luò)易于到位等優(yōu)勢(shì)，除了承載節(jié)能、便民、wifi、充電等用途外，還可以開(kāi)發(fā)多種基于智慧城市的智能應(yīng)用。本項(xiàng)目目前在深圳市路燈管理局的主持下，深圳聯(lián)通、比亞迪公司深度參與了這個(gè)項(xiàng)目，目前已經(jīng)建設(shè)了樣板站點(diǎn)，即將在全市進(jìn)行推廣。相信隨著產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)一步成熟，相應(yīng)的技術(shù)也將逐步邁向成熟。

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TN929.533

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1674-6708（2015）144-0093-01

林日昕，畢業(yè)院校：北京郵電大學(xué)，19年電信行業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)，智慧城市專家,先后從事移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、增值業(yè)務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和集團(tuán)客戶行業(yè)應(yīng)用的技術(shù)工作,對(duì)平臺(tái)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)有豐富的經(jīng)驗(yàn),主持過(guò)千萬(wàn)用戶級(jí)的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)