探究物联网技术在智慧路灯管理系统内的运用

熊烽 蒋振华

摘要：通过在智慧路灯管理系统的研发、运用中引入物联网技术完成整合、设计等工作，有助于提高采集各类环境、电参等实时数据信息的实效性，还能提高场景控制及精细化管理效果。

关键词：物联网技术；智慧路灯管理系统；总体设计；平台

引言：为了提高城市路灯照明系统的信息化管理水平，运用物联网技术完成智慧路灯管理系统的建设、运维、管控，将有效提高路灯照明系统信息化程度、减少能耗及维护费用。

（一）智慧路灯管理系统运用物联网技术完成的总体设计

结合智慧路灯管理系统需求、设计特点，可以将智慧路灯管理系统设计为5层，且该系统能够整合各层，有助于在实践运用时完成拓展、维护工作，从而使系统整体可靠性得以提高。

1.感知层

感知层通过对不同种类感知设备、传感器的运用，采集、获取系统运行环境下的光照强度、人流量、电缆安全等信息，实现实时感知设备及外部环境的目的，该部分是整个系统的关键组成之一。

2.设施层

设施层通常由路灯智慧集中控制器、通讯组件、受控节能路灯、单灯控制器等部件、设备组成。比如，在调配、控制现场传感器、路灯时会用到单灯控制器，且该部件可单独应用；另外，单灯控制器可独立充当智慧路灯系统最小单元，可以协同管理受控平台。

智慧路灯管理系统的台区汇集中心是集中控制器，它可以同时管理1024路单灯控制器。应用期间，集中控制器能在所辖区域内完成自动组网，还能同步接收来自物联网云平台传输的指令，其破解指令后，便会发送信息给单灯控制器；网管部分在设施层里面具备配置网络环境、转换网络各类信号、保障网络整体联通的作用。

3.传输层

顾名思义，传输层负责在系统各层间传输信息，所以传输层具备承上启下的作用，属于典型的中间层。传输层主要以现场纵向传输、无线传输等方式为主，常见的无线传输方式有WIFI、GPRS、ZIGBEE等技术，上述技术能够使整个系统内部的各类设备、各层间传输、交换数据信息。^[1]

4.数据层

智慧路灯管理系统的核心之一即数据层，数据层能够有效管理、储存系统内设计的所信息数据；另外，数据层在系统中运行时可升级、平滑各类存储设备容量。数据层实际运用期间，能结合真实状况、需求，采用各种形式完成灵活配置，而常见的数据层由空间数据库、生产数据库、支撑数据库等组成。

5.用户层

采取智能手机、电脑等设备为操作工具的用户，可以在智慧路灯管理系统的用户层中获得统一入口，从而和系统完成传输数据、交互信息等行为，这使用户的查询信息、发布信息、定位事件、管理任务等需求得到了满足。

（二）基于物联网技术开发智慧路灯管理系统平台软件

常见的智慧路灯综合管理系统内部应用的软件由操作系统、地理信息平台、数据平台、网络病毒防御软件等组成。通常要根据“确保系统整体运行稳定性、安全性”的原则选择软件类型，这样不仅能保证系统的安全稳定，更能降低开发成本。

在实际操作中，微软的“.net框架”是系统开发主要运用的软件环境，它能够在开发互联互通的应用系统时营造简便、敏捷的搭建路径，有关软件体系基于各类标准从当基础，完成了联通性好、适应性突出的软件开发环境营造。目前，J2EE架构是系统开发环境的基础，J2EE架构通常由大量的组件、对应的技术层次、服务框架等组成，使用时能给开发者提供较多的通用规格，使系统获得了较好的兼容性。同时，软件采取了B/S模式，确保用户能够通过不同终端内的IE浏览器享受各种服务、完成各类操作。以下将详细介绍智慧路灯管理系统涉及的相关模块。^[2]

1.地理信息模块

采用百度公司制作的GIS服务框架做支持，完成路灯照明系统GIS管理综合图制作，确保利用一张GIS图将全部业务功能栏纳入展示内容的设计目标。通常能实现以下功能：

①区域化综合管理得以实现，即“在各监管区域有针对性的落实监管功能。”

②实现了所有设备GIS定位功能，即“利用各硬件设施提供的支持，定位系统内全部设备位置。”

③远程操控系统内所有类型设备，即“采取控制技术远程操控相关设备。”

④获取所有类型报警数据，即“通过系统支持，获取系统内所有类型警告信息、数据。”

⑤实现了区域分类查询，即“结合现实运用相关区域，查询所有设备信息。”

2.智慧路灯工作状态模块

智慧路灯管理系统的路灯工作状态模块可基于一张图及菜单目录的辅助，利用选择的随意一个前端设备，实时查看所有设备的实际运行状态，亦可同步获取设备运行参数数据，如电压、功率、电流等。同时，也能获取路灯运行期间的照度、当日运行时间、剩余寿命、状态评估结果等宏观数据信息，从而方便管理员了解、管理设备，使管理员在管理系统方案的制定中获得了充分的数据支持。除此之外，智慧路灯管理系统在持续、不间断的运行、工作期间，能够不断地积累、收集系统运行、应用产生的海量数据，这使后续管理等工作的开展获得了宝贵的一手数据支持。

3.故障诊断与报警模块

智慧路灯管理系统下辖的管理平台可利用系统内预存的规则库，通过结合前端设备实时数据分析的方式，按既定的控制策略及搜索机制，对系统运行进行实时评估，并将存在的潜在危险、报警信息进行报表推送及报警提示，提高了整个系统的可靠性、稳定性，同时减少不必要的事故发生。^[3]

4.能耗管理分析模块

能耗管理分析模块在智慧路灯系统中发挥着重要的作用，其主要功能即“能够全方位、立体化掌控全区域内路灯照明对能源的实际耗损状况，可分析路灯在不同年度、季度、月份、单日、每小时的耗电量状况；还能利用柱状图、图表、曲线等直观有效的方式将结果展示给用户观看，为各部门决策人员对相关信息的利用提供了便捷，更使其能够结合实际数据及状况完成科学节能减排方案的设计。”

结束语：总之，在智慧路灯管理系统建设中合理运用物联网技术，有助于实现大规模自动管控辖区内路灯照明的效果，还能结合路灯所处运行环境，全面控制单个或整体路灯，改善了系统运行节能效果及实际性能。

参考文献：

[1]智慧路灯设计简析[J].曹盼.建材与装饰.2020(11):77-78

[2]城市路灯管理的现状与发展趋势探讨[J].陈坚强.科技经济导刊.2019(12):233

[3]市政路灯管理和日常维护工作探讨[J].黄渝婷.低碳世界.2019(04):150-151