城市智慧路灯与多功能综合杆技术分析
城市智慧路灯与多功能综合杆技术分析
摘要：本文深入分析城市智慧路灯及多功能综合杆的关键技术，聚焦智能调光、远程监控与多功能集成三大核心领域，并详细剖析其系统架构与核心设备参数。
系统架构
智慧路灯及多功能综合杆系统采用分层分布式架构，自下而上分为感知层、网络层、平台层和应用层。
感知层
由部署在路灯及杆体上的各类传感器、控制器、终端设备构成，是系统的数据来源与控制执行端。核心设备包括：
单灯终端：实现单灯级控制与状态监测。
集中控制器：负责区域路灯集群管理与通信汇聚。
视频监控摄像头：提供安防与环境监控。
环境监测传感器：实时采集光照、温湿度、PM2.5、噪声等环境数据。
其他功能模块（如广播、信息屏、充电桩等）的感知与控制单元。
网络层
提供可靠的数据传输通道，采用有线（如以太网）与无线（如4G/5G、NB-IoT等）通信技术相结合的方式：
将感知层采集的数据上传至平台层。
将平台层下发的控制指令转发至感知层设备。
平台层：
核心为智慧照明综合管理平台，承担数据处理与系统管理中枢角色：
功能：数据存储、整合、分析、处理。
能力：提供集中监控、管理接口与服务工具。
目标：实现路灯系统的智能化运维与管理。
应用层
基于平台层提供的数据和服务能力，开发面向不同用户（城市管理者、市民）的智慧应用系统，例如：
照明设施巡检管理系统
故障报修系统
能耗分析系统
其他增值服务应用（如环境信息发布、应急广播联动等）。
感知层：单灯终端、集中控制器、摄像头、环境传感器等。
网络层：以太网、4G/5G、NB-IoT。
平台层：智慧照明综合管理平台（数据存储、整合、分析、处理）。
应用层：巡检系统、报修系统、能耗分析系统等应用。
关键技术
智能调光控制技术：
核心技术：采用0-10V调光信号驱动LED灯具。
控制逻辑：基于时间、环境光照、人流量等预设策略或手动指令，通过集中控制器和单灯终端实现路灯亮度的自动或手动精确调节。
核心价值：保障照明质量，显著降低能耗。
远程监控与管理技术：
通信基础：依托4G/5G无线和以太网有线通信技术。
核心功能：
通过管理平台远程实时监控路灯运行状态（开关、电流、电压等）、能耗数据。
远程执行开关灯、调光等操作。
集中控制器关键功能：
漏电检测与保护。
配电箱状态监测与故障报警（温湿度、门禁异常等）。
通信中断时自主运行保障。
核心价值：实现无人值守运维，提升系统安全性与可靠性。
多功能集成技术：
集成对象：将智能照明、视频监控、公共广播、一键求助、信息发布、环境监测、交流充电桩等多种功能模块集成于单一综合杆体。
协同联动：通过智慧照明综合管理平台实现功能模块间的智能联动。例如：
触发“一键求助”时，平台自动调取周边监控画面，启动应急广播，并推送报警信息至管理部门。
核心价值：实现城市基础设施的集约化建设与智能化管理，提升城市治理效率和服务水平。
主要设备参数
智慧照明综合管理平台控制中心：
部署方式：云服务租赁（需满足存储、计算需求）。
平台架构：B/S架构，基于GIS技术。
核心功能模块：
设施管理：路灯、控制箱等设施的信息化建档、查询、统计。
状态监测：实时监测路灯运行参数（电压、电流、功率因数等），异常报警。
能耗分析：统计能耗数据，生成报表，支撑节能决策。
远程控制：开关灯、调光控制（手动/策略自动执行）。
巡检管理：计划制定、执行记录、结果处理。
故障报修：报修受理、任务派发、进度跟踪。
设施资产普查建库：
高精度电子地图建设（标注设施位置）。
设施普查与信息录入（地理信息库+业务库）。
唯一标识标签制作与粘贴。
调光驱动LED灯具：
核心技术：0-10V调光信号控制，实现平滑调光。
关键特性：高效率、高功率因数、低谐波畸变。
典型规格参数：
200W:满足高功率照明需求。
100W:性能稳定可靠，适用性广。
80W:体积小巧，散热好，抗干扰强。
40W:高光效，高显色性，优质照明。
储能路灯(60W带监控)：集成储能（应急照明）、60W调光驱动、高清夜视摄像头。
集中控制器
（边缘智慧网关）
：
核心硬件：高性能32位工业级双A7微控制器。
操作系统：高可靠Linux嵌入式平台。
通信接口：
10/100M以太网
RS485
USB
通信方式：LTE(4G)、以太网。
升级方式：远程升级，支持以太网/U盘本地升级。
计量功能：内置智能电表（支持外置电表），远程读取电能数据。
扩展供电：1路13.5V/200mA直流输出，可为外部扩展设备（如传感器、摄像头等）提供稳定的电源）。
安全与可靠性：
漏电检测与保护。
自主运行（断网时按预设运行）。
配电箱状态故障报警（温湿度、门禁等）。
I/O能力：
6路DO开关量输出
4路开关量输入检测
2路交流输入检测
防护等级：全密封外壳，抗高压、雷电及高频干扰。
单灯终端(4G单灯控制器)：
通信：内置4G模块（含10年通讯费）。
定位：支持北斗定位。
控制：支持1-3路调光。
计量：交流计量（电压、电流、有功功率、功率因数、有功电能）。
远程管理：支持远程设置基本参数、通讯参数、工作参数（多段时间/调光策略）。
安全监测：支持漏电检测、倾斜检测。
安装调试：含安装调试、信息采集录入费，可置于灯杆底部或灯头。
5.多功能综合杆：
核心功能：集成智能照明、视频监控、公共广播、一键求助、信息发布、环境监测、交流充电桩及控制软件。
结构设计：高强度钢材，抗风抗震，表面防腐处理。
安装方式：预埋地脚螺栓固定。
外观设计：美观协调，融入城市环境。
智慧路灯设备清单
序号 | 名称(材料、设备) | 技术规格与参数 | 单位 | 数量 |
1 | 智慧平台控制中心 | 项 | 1 |
|
| 包含内容： |
|
|
|
| 1.1 云服务租赁 | 根据项目需求租赁云服务器资源。 |
|
|
| 1.2 智慧照明综合管理平台 | B/S架构，GIS可视化平台，具备设施管理、状态监测、能耗分析、远程控制、巡检管理、故障报修等核心功能。 |
|
|
| 1.3 照明设施资产普查建库 | 电子地图建设、设施普查与信息录入、标签制作粘贴、地理信息数据库+业务数据库建设。 |
|
|
2 | 调光驱动LED 200W | LED 200W调光电源驱动，0-10V信号控制 | 套 | 1 |
3 | 调光驱动LED 100W | LED 100W调光电源驱动，0-10V信号控制 | 套 | 1 |
4 | 调光驱动LED 80W | LED 80W调光电源驱动，0-10V信号控制 | 套 | 1 |
5 | 调光驱动LED 40W | LED 40W调光电源驱动，0-10V信号控 | 套 | 1 |
6 | 储能路灯（带监控）LED60w | LED 60W调光电源驱动，0-10V信号控制，集成储能装置，内置高清夜视摄像头。 | 套 | 1 |
7 | 集中控制器 | 1. 带液晶显示； | 台 | 1 |
|
| 2. 32位双A7工业级MCU； |
|
|
|
| 3. Linux OS； |
|
|
|
| 4. 接口：10/100M以太网、RS485、USB； |
|
|
|
| 5. 通信：LTE(4G)、以太网； |
|
|
|
| 6. 升级：远程/本地(以太网/U盘)； |
|
|
|
| 7. 计量：内置智能电表，支持外置电表远程读； |
|
|
|
| 8. 扩展供电：1路13.5V/200mA DC输出； |
|
|
|
| 9. 功能：漏电检测、自主运行； |
|
|
|
| 10. 功能：配电箱状态故障报警； |
|
|
|
| 11. 耐压：2倍额定电流或1.2倍额定电压下正常工作； |
|
|
|
| 12. I/O：6路DO输出，4路DI检测，2路交流输入检测； |
|
|
|
| 13. 防护：全密封外壳，抗高压、雷电及高频干扰。 |
|
|
8 | 单灯终端 | 1. 4G单灯控制器（含10年通讯费）； | 套 | 1 |
|
| 2. 北斗定位； |
|
|
|
| 3. 1-3路调光； |
|
|
|
| 4. 安装于灯杆底部或灯头； |
|
|
|
| 5. 含安装调试及信息录入费； |
|
|
|
| 6. 交流计量（电压、电流、有功功率、功率因数、有功电能）； |
|
|
|
| 7. 远程参数设置（基本、通讯、工作参数/策略）； |
|
|
|
| 8. 功能：漏电检测、倾斜检测。 |
|
|
、9 | 多功能综合杆 | 集成：智能照明、视频监控、公共广播、一键求助、信息发布、环境监测、交流充电桩、控制软件。结构：高强度钢，防腐处理。安装：预埋地脚螺栓。外观：美观协调 | 套 | 1 |
说明：以上设计方案为参考框架，实际项目实施需根据具体需求进行详细定制化设计与参数调整，以确保方案的可行性、可操作性与项目目标的达成。