一种基于城市物联网基站的智慧城市照明管理系统

刘洪宾

摘要

本系统以光缆和无线Wi-Fi通讯技术为核心，可以实现对智慧城市照明系统的管理功能。如_远程控制灯具的开关、检测灯具的工作状态，根据需求灵活的定制开关灯方案，实现路灯资产的管理，实现维修的工作派单等，从而实现高效率的智能化管理。另外，作为智慧城市的城市物联网基站，可以提供如下信息：PM2.5检测，应急报警，风光雨检测，无线基站，人机界面，多媒体广告屏，汽车充电桩，视频监控等。

【关键词】无线Wi-Fi PM2.5监测 风光雨监测 人机界面 多媒体广告屏 汽车充电桩 视频监控

1引言

现在，智慧城市己经进入全面建设阶段，作为智慧城市重要组成部分的智慧照明还处于相对落后的阶段：目前，有不少大中城市采用现代化的“三遥”（遥控、遥测、遥信）智能控制系统，这些系统基本都是只能实现支路控制、监测，不能对单灯进行有效管理，不能适应现场复杂多变的环境。

无“遥调”功能，也就无法实现路灯亮度的调节，只能控制某条支路的开关。

路灯故障基本都是靠电流检测估算出来的，误报警的几率高，且报警不能准确定位到灯杆。

还有一些采用zigbee无线通信技术的单灯控制方案虽然实现了单灯控制功能，但是这种单灯模块有通信天线，只能安装在灯头上，通信天线必须外露，施工难度大。

综上所述，現在的城市照明管理系统，多停留在非智能的管理阶段，远远不能满足现在智慧城市赋予智慧照明系统的要求。

我们的基于城市物联网基站的智慧城市照明管理系统，在实现城市照明管理功能的基础上，还可以作为智慧城市照明的一个物理基础设施，向智慧城市系统提供一些综合运营管理信息：如：PM2.5检测，应急报警，风光雨检测，无线基站，多媒体广告屏，视频监控等，基于城市物联网基站的智慧城市照明管理系统是将来智慧城市照明系统的方向。

系统主要由监控中心云平台、通讯网络、智能监控终端、城市物联网基站等四部分组成。

系统工作如下：

每个变压器端安装有一个集中控制器，用来实现智慧路灯照明管理。

每个灯杆安装一个物联网基站，物联网基站通过光缆或光缆转出的无线AP网络接入

智慧城市照明云平台。

2硬件设计

2.1智能监控终端

（1）数据采集功能：可采集本地母线交流电信息（三相电压、电流、有无功功率、功率因数、有无功电能量等）、支路数据信息（支路开关状态、支路电流等）。

（2）远程通信功能：远程通信实现远方数据召唤传送、定时传送、报警和远程控制命令功能。

（3）支路控制功能：集中控制器可以控制支路的通断。

（4）显示功能：友好的人机界面，可以方便的实现系统和告警信息的本地查询及本地控制维护等。

2.2城市物联网基站

（1）自动和手动控制功能：可解析监控中心云平台的命令或本地手动操作控制，下达指令给任意单灯控制器，控制路灯的调光或开关灯等。也可按设定的程序自动控制路灯的运行。

（2）数据采集功能：可采集单灯运行状态（开、关、亮度或故障等），出现告警后可主动上报监控中心云平台。

（3）环境监测：城市物联网基站上的风雨传感器，光照度计，温湿度传感器，PM2.5传感器，可以测量风光雨、空气温湿度、PM2.5、PM10等环境数据，并上传到监控中心云平台。

（4）无线覆盖：安装在路灯上的微基站，可以实现有路灯的地方就有Wi-Fi网络覆盖，可以让大家随时上网；另外，Wi-Fi可以作为物联网基站的上行通讯通道。

（5）智能充电网：利用现有的路灯供电网络安装充电桩，通过物联网基站实

现充电管理，这样大家的手机、电动车等在户外没电了，可以很方便的找到附近的充电桩充电。

（6）便民服务：通过路灯上安装的人机界面，可以实现信息查询，充电粧管理，小额支付服务等功能。

（7）多媒体信息发布：路灯上安装的多媒体屏幕，可以用来实现道路交通引导、特殊天气预警，广告发布等功能。

（8）视频监控：路灯上安装的摄像头，可以实现远程遥调，远程查看，视频录像等功能，可以实时监控道路的运行状态。

3监控中心云平台

（1）路灯基本运行状态监测。

可以检测路灯的电压、电流、功率以及开关灯等信息。

（2）路灯故障GIS定位监测。

当路灯故障，不能正常亮灯时，在GIS上，可以准确的指定路灯的位置。方便维护人员到现场找到故障灯，并及时维修。

（3）路灯远程操作控制。

（4）智能扩展物联网设备。

由于终端采用的是城市物联网基站，所有的接口都是开放性的，不同的物联网设备都可以通过标准的通讯口接入系统，为将来系统的升级和兼容性提供了技术平台。

（5）远程遥视监控路灯工作环境。

（6）按需调控的智能策略

定时控制、来车控制、光照控制。

（7）远程监控能耗统计分析

根据路灯数量、时间等相关运营数据，进行故障率、亮度率、亮灯时间、能耗等的汇总统计和分析。

（8）精细化路灯设备信息管理

管理灯杆、灯具、位置、设备等信息，方便资产的管理与维护，提高了管理效率和使用效率。

（9）故障运维远程管理

发生告警时，可以采取灵活的通知方式，短信或电话的方式，通知相关负责人，及时采取有效措施。

（10）多种报警处理。报警内容有：白天亮灯、晚上灯故障、电压越限、失压、缺相、开关量异常变位、交流电停电、交流电上电、支路电流异常等。

（11）群组控制功能：可分别对变压器、灯杆及灯头进行分组，方便操作，还可实现各种用户需求。

（12）数据报表功能：可自动或手动将历史数据形成表格导出，以供用户备份查看。

（13）档案信息表格导入导出功能：街道、变压器、灯杆、灯头等档案信息可以形成表格导入导出，极大的方便了用户管理维护。

（14）地理信息GIS功能：以空间数据库为基础，将路灯、箱变等城市照明部件与地理位置的图形信息有机结合，实现对城市照明部件与地理信息管理，包括信息的添加、修改、删除、查询、定位、统计和分析等。

4结束语

本系统不仅实现了智慧城市照明系统的智能化，还实现了广告信息发布，城市应急指挥，远程视频监控，空气温湿度测量，PM2.5检测，应急报警，Wi-Fi服务，积水检测等功能，从而为智慧城市的建设提供了最佳的入口。

参考文献

[1]朱开才.电力载波在智慧照明系统中的应用[D].长安大学，2016.

[2]马伟民.城市智慧照明监控管理系统的设计与应用[J].浙江电力，2015（07）：69-72.endprint