多功能智慧灯杆系统的设计与应用

多功能智慧灯杆系统的设计与应用

吴荡儒

珠海派诺科技股份有限公司 广东 珠海 519000

摘要：多功能智慧灯杆作为物联网新型基础设施的重要组成部分，是集智慧照明、视频监控、环境监测、无线通信、能源充电等诸多功能于一体的基础设施，是未来服务于城市照明不可或缺的公共载体。

关键词：智能杆；智慧灯杆；多功能智能杆；多功能智慧灯杆

1背景

自2018年12月至今，党中央、国务院已多次提出加快新型基础设施建设，对稳投资、稳增长，实现经济高质量发展意义重大。物联网作为官方表述新型基础设施的重要组成部分，经过 10多年的发展，其带动、赋能、提升效应已深入影响到我国社会经济生活的方方面面。

作为物联网新型基础设施的重要组成部分，目前在城市建设中，路边照明路灯杆、监控杆、行人指示牌、运营商通信杆等多杆林立，资源浪费问題严重。智慧灯杆通过深度整合城市各类资源，实现资源的共享、集约和统筹，降低城市建设成本，提升城市运维效率，为城市治理带来多重效益，推动城市的快速发展。

随着我国物联网新型基础设施建设的全面推进，智慧灯杆的产业发展步入快车道，多功能智能杆得到了更广泛的应用，截止2020年7月底，深圳市累计新建多功能智能杆5478万根，2022年深圳全市将建成2.4万根多功能智能杆，2025年将建成4.7万根多功能智能杆。

2行业现状

2.1大量感知设备接入技术较差

物联网技术在多功能智能杆的广泛应用，需要进行进行有效的管理，物联网终端设备的广泛性和多样性要求网络和通讯终端的的管理能力相当的弹性，且需要完整的后端管理平台，支持大量终端的多种接入方式。

2.2数据处理技术较弱

大量传感器采集的海量信息汇聚到智能杆物联网应用平台，对平台的信息处理、存储、分析以及数据挖掘提出了极高的要求。如何利用大数据、云计算、图像识别等各种智能计算技术，对海量的跨地域、跨行业的数据和信息进行分析处理，实现智能化的决策和控制是多功能智能杆面临的巨大挑战。

2.3无有效的能耗管理

大量的物联网设备接入，不同的设备有不同的能耗供给情况，有些设备有固定持续的供电，有些设备只能依靠电池供电或者能量转换技术来工作，且有些设备如5G、充电桩设备对能耗的要求较高，故需要解决不同的物联网设备在不同能耗供给情况下的联网问题。

2.4物联网设备安全管理薄弱

在多功能智能杆的应用中，物理网感知终端设备大部分处于无人值守的环境中，且终端感知设备数量巨大，感知节点组群化，移动性低等特点，这对物联网终端的的安全性提出了更高的要求，具体包括物理安全、通讯安全、存储安全、终端应用运行环境安全等等。

3设计方案

多功能智能杆包括杆体及搭载的感知终端，是集智慧照明、视频监控、交通管理、环境监测、无线通信、信息交互、应急求助等诸多功能于一体的基础设施，具有安防监控、交通管理、城市监测管理、能源供应和城市公共服务等多种功能，并为智慧照明、智慧公安、智慧交通、智慧城管、智慧气象、智慧政务等智慧城市建设发展提供服务。

多功能智能杆的系统架构如下图所示，由几大核心架构组成：监控平台软件、电脑终端显示系统、APP终端软件、数据采集器、智能网关设备、终端物联网感知设备等等。

4系统结构和功能

供配电：系统供配电符合国家现行标准《供配电系统设计规范》GB 50052和《低压配电设计规范》GB 50054的相关规定，带漏电保护、设多个空气开关和防雷保护器，满足所搭载的多种设备的要求。

智能照明：传统路灯照明的控制方式造成了能源的浪费，同时传统人工巡检方式的运维质量与效率较低。通过物联网技术和LED技术的应用，将智能照明终端与系统平台进行对接，实现智能化管理。

环境监测：环境监测仓主要包含气象监测传感器、环境监测传感器、无线电监测传感器等监测传感器。系统能实时采集温度、湿度、风向、风速、大气压力、雨量、PM2.5、PM10等气象环境要素。

新能源充电：在多功能智能杆中集成新能源充电桩，将充电系统模块化设计，一套充电桩系统设备可满足多辆车充电使用，且支持扫码充电、刷卡充电、调度室集控等多种方案， 满足无人值守条件。

视频监控：视频安防监控宜具有人脸识别、车牌识别等功能，可进行人数统计，并发布人群拥挤预警。

通信服务：通信子系统宜主要包含移动通信基站和公共 WLAN 等设备。移动通信基站宜支持 4G/5G 等先进无线制式，达到无线通信网络的热点或者补盲，满足用户随时上网的需求。

5结语

多功能智慧灯杆是未来服务于城市照明不可或缺的公共载体，也是关于一个城市或地区公共形象的“门面”之一。根据智慧城市建设规划，结合实际需求及建设条件合理选择合理的智能化子系统，实现用电管理从“粗放、传统、低效”向“智能、科技、节约”转变。

［1］GB/T 13955 剩余电流动作保护装置安装和运行［S］

［2］GB 17625.1 电磁兼容限值 谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)［S］

［3］

GB/T 17743 电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法［S］

［4］GB/T 18595 一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求［S］

［5］GB/T 22239 信息安全技术 信息系统安全等级保护基本要求［S］

［6］GB 50052 供配电系统设计规范［S］

［7］GB 50054 低压配电设计规范［S］

［8］GB 50057 建筑物防雷设计规范［S］

［9］GB 50343 建筑物电子信息系统防雷技术规范［S］

［10］CJ/T 527 道路照明灯杆技术条件［S］

［11］CJJ 89 城市道路照明工程施工及验收规程［S］

［12］YD/T 5132 移动通信工程钢塔桅结构验收规范［S］