智慧城市背景下的智慧路灯设计探究

徐翌珂

（广西广播电视信息网络股份有限公司柳州分公司，广西柳州 545001）

智慧城市背景下的智慧路灯相关设计，是未来城市建设的重要趋势，也是保证路灯真正满足城市照明需求、人们日常需求的一个重要途径。智慧路灯在设计中需要采用多种不同的信息化技术，如物联网、计算机技术、传感器技术等，主要目的是完善当前路灯运行的相关体系，提升城市中路灯的实际服务水平，为人们提供更便捷的服务。在实际的设计中，需要从优化城市照明环境的角度出发，对智慧路灯设计进行有效完善，通过提升路灯设计的合理性、有效性，降低能源消耗，创建更绿色的智慧城市环境。

1 智慧路灯设计分析

1.1 智慧路灯设计概述

在智慧城市的建设过程中，智慧路灯系统是非常重要的一个组成部分，也是体现智慧城市建设成果的途径之一。智慧路灯具有实时监测和自动控制等功能，与常规路灯相比，能够真正按照城市对于照明的实际需求以及场景，提供具备一定自适应功能的光源，为人们提供更适合的照明环境，有效节约能源。

智慧路灯还可以实现信息上的交互，通过5G技术的大力支持，路灯系统能够对路面的交通情况进行有效监控，并且及时反馈到终端系统中。在智慧城市背景下设计的智慧路灯，不仅具有城市路灯的基本照明功能，还可以发挥预警、安防、监控等作用，真正实现智慧路灯的实际设计目标。如可以在智慧路灯中安装对应的天气变化情况信息收集装置，随时关注城市中区域天气的变化情况，通过智慧路灯的终端传送到屏幕上，方便随时对路灯的开启和关闭时间进行有效控制，凸显智慧路灯具备的人性化特征，为人们的生活提供便利。

1.2 智慧路灯设计现状

智慧路灯的设计和建设，能够有效地提升城市发展整体水平，从根本上解决了传统路灯存在的能源浪费问题，为人们的生活提供方便。

（1）秩序性相对比较差。

由于我国在智慧路灯方面的设计、研究以及建设工作发展比较晚，当前国内的管理系统和秩序存在混乱问题，缺少合理经营规划，造成前期的设计和规划工作难以实现实际的设计和规划目标，影响了智慧路灯发挥应有的作用。由于具体的实施部门也无法与后期维护部门之间实现有效沟通，无法保证智慧路灯真正发挥出实际作用。此外，根据相关的调查可以发现，当前在我国的多个城市中，依然存在路灯故障反馈不及时、故障解决不彻底等问题，巡检方面也会由于技术上的限制，造成一定资源浪费[1]。

（2）智能数据分析水平较低。

在信息化不断发展的背景下，当前计算机技术的不断发展，为人们生活带来了巨大变化，各种通信技术有效提升了人们的生活、生产质量。在智慧城市的背景下，当前智慧路灯正处于不断发展的阶段中，其在智能分析数据方面的能力能够直接影响智能化水平。根据当前我国的路灯系统设计情况，在管理、设计落实、后期维护等方面依然存在明显的问题，如大部分工作都需要人工完成、无法及时对照明信息实施计算和评估等[2]。影响路灯系统中电量统计分析工作，造成路灯系统智能化水平比较低，阻碍了智慧路灯设计水平的提升以及智慧路灯系统的有效发展。

2 智慧路灯设计的必要性

2.1 设计需求量大

与国外的一些发达国家实际设计技术、设计手段相比，我国的智慧路灯在整体系统设计上比较落后。实际的生存环境不断发生变化，人们对于生活质量的要求越来越高，决定了我国城市发展水平必须朝着更好的方向发展[3]。在智慧城市背景下，合理对智慧路灯进行设计和建设，不仅符合人们对于城市环境的实际要求，满足人们的实际需求，也能够有的提升城市整体建设水平，保证城市设计、建设更完善，促使我国城市能够实现更好发展。

2.2 提升照明质量

根据近些年来对于我国发电量的统计，发电量与用电量之间存在明显的不平衡关系，电力系统每年的发电量，根本无法满足人们对于电能的实际需求，严重影响了城市的日常生产和生活。在社会发展进程不断加快的背景下，不平衡情况越来越明显。通过有效的智慧路灯设计和建设，能够缓解我国每年在用电量上的大量缺乏情况，提升城市的照明质量，有效节约能源[4]。

智慧路灯的实际设计理念是在智慧城市全新背景下，通过实现道路交通照明建设合理性、有序为基本前提，将满足大部分城市中居民的实际需求作为根本目的，加上国家对于该方面的工作，也给予积极肯定和支持。通过合理有效的智慧路灯设计与建设，能够真正落实智慧城市的建设工作，为人们创设出更适合的生存环境。

3 智慧路灯系统设计

3.1 路灯框架设计

按照智慧城市的实际发展要求，需要先对智慧路灯的框架进行合理设计。

（1）客户端系统。

配置对应的设备，包括复印机、打印机、大屏幕、传真机等。

（2）输出端以及相关设备配置。

包括笔记本电脑、台式电脑、平板电脑、地图App以及互联网有效配置。

（3）中心服务器。

包括应用程序服务器、文件服务区、web服务器、防火墙、数据库服务器等。

（4）采集系统设计。

包括光照采集仪器、GPRS数据网络等。

（5）照明系统监控终端。

包括网关控制柜等[5]。

3.2 路灯通信设计

（1）Internet通信层。

连接客户关浏览器和网关的一个层面，主要控制智慧路灯的中心服务器，如IIS信息服务器管理器、数据库、B/S端的应用程序等。

（2）GPRS通信层。

对智慧路灯的通信开关进行有效控制，保证网关在通信方面的准确性以及可靠性。

（3）Zigbee通信层。

对路灯设备进行直接控制。

智慧路灯通信设计的具体工作方式：智慧路灯的实际客户关浏览器，通过互联网以及中心服务器建立有效的通信关系，通信系统按照TCP的相关协议介入GPRS无线通信的相关模块中，与控制柜中的网关互相连接，网关与Zigbee网络共同构建对应的控制系统，实现对智慧路灯系统中的各个灯具进行控制，完成智慧路灯系统的实际通信过程[6]。

3.3 数据流图设计

利用智慧路灯设计中的数据流图，对数据流实际设计过程进行分析，如B/S端的系统平台能够在智慧路灯系统内下达对应的控制指令，控制指令会直接存储到中心服务数据库内，此时服务器B/S中的监听软件模块能够直接接收相关的控制指令，在数据库中对控制指令进行提取，打包在GPRS的环境中，将其发到对应网关模块中，网关再向路灯中包含的电子镇流器发送对应控制指令，促使路灯系统中的单灯开始运行，单灯运行的实际数据信息。通过逆向传输的方式，传送到电子镇流器内，通过镇流器对运行信息进行反馈，C/S端的监听软件准确接收对应指令，将其存入数据库内，便于B/S系统平台，对路灯的实际运行数据进行查询[7]。

3.4 逻辑功能设计

智慧路灯的实际逻辑功能核心内容是中心数据库部分以及地图App。

（1）设备的管理子系统，对子设备进行管理。

（2）能够实现远程监控功能的管理子系统。

（3）制定和执行照明策略的相关管理子系统。

（4）针对相关数据进行统计和分析的子系统。

（5）负责地理信息管理的相关子系统。

（6）运维管理的子系统。

逻辑功能结构存在的各个系统，存在互相配合的关系，并不是以独立存在的方式运行，其中包含的所有功能子系统都处于中心数据库、地图App控制范围内，通过互相合作保证智慧路灯能够更有效运行[8]。

4 结语

智慧城市背景下的智慧路灯设计工作，在注重绿色、环保、节能的基础上，积极融入现代化的信息技术，按照城市中对照明的实际需求和规范，合理开展智慧路灯设计工作。在实际设计中不仅实现了对城市照明的有效管理，也能够真正将建设智慧城市体现在细节处。保证智慧路灯的设计，真正为人们生活、生产带来便利，也可以体现出智慧路灯的实际按价值，满足智慧城市建设的实际需求，促使城市能够实现更好发展。