基于智慧路灯的城市道路物联网系统设计问题探讨

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　　摘要：随着互联网技术的发展，实现物与物相连的城市道路物联网建设，为路灯赋予了新的功能。本文通过分析目前城市道路发展现状，探讨智慧路灯在城市道路物联网中的具体设计问题，希望为促进城市道路建设，改善城市交通提供帮助。
　　关键词：城市道路;物联网;智慧路灯
　　引言：我国正处于各项建设全面开展的阶段，“互联网+”已经融入了各行各业的建设系统中，实现了信息化建设的初步目标。路灯在城市道路中的分布范围较广，且具有一定的规律性，通过先进的技术手段和设计理念，在路灯功能上进行拓展，是建设我国城市道路物联网的有效措施。
　　1城市道路现状
　　1.1城市道路交通拥堵
　　現代的科技发展越来越快，汽车在道路中随处可见。快节奏的生活方式和人们分布大致相同作息时间，导致了城市道路拥堵现象的发生。城市道路压力增加，交通事故频出，建设城市道路物联网是精尖技术在交通领域的具体应用，可以为城市交通提供数据信息，反馈路灯小数据，形成道路大数据，不管是在改善城市交通拥堵情况上，还是在城市道路的改扩建上都有一定的作用[1]。
　　1.2对城市道路特点了解程度不足
　　目前交通观测中对城市道路的了解主要是依靠在交通路口和重点区域安装摄像头进行监测完成的。但是路口与路口之间距离不一，同时重点区域分布没有规律性，导致了有关部门对现有城市道路了解程度不足的情况出现。路灯是城市道路建设中的重要基础设施，且路灯在城市道路中的间距较为规律，根据不同的灯杆高度和灯头的瓦数可知，城市道路中路灯间距一般在15-36米之间，便于对道路信息进行监控。智慧路灯符合城市物联网的物与物之间的联系，因此，以设计智慧路灯为依凭建设城市道路物联网是可以尝试的设计方案。
　　2智慧路灯城市道路物联网设计
　　2.1智慧路灯功能
　　运用智慧路灯的完善设计理念进行城市道路物联网建设中，路灯打破了在以往城市道路基础设施中体现的单纯照明作用的框架，城市道路物联网建设赋予了路灯新的定义。以下将对智慧路灯的功能进行介绍，第一，节省能源消耗。传统路灯在夜间的照明亮度和能量消耗是不变的。智慧路灯可以在路灯之间实现区域性连接，根据时间、天气情况和道路能见度的信息，及时调节路灯的照明亮度，控制路灯照射范围，完成对能源的节约;第二，故障报警。路灯是消耗型道路基础设施，在使用过程中难免会出现故障，但是路灯的分布范围广，对故障路灯的排查需要耗费大量的人力。智慧路灯道路物联网设计中，实现了路灯与路灯之间的连接，因而在路灯出现问题时，除了路灯本身能及时的进行报警，与之连接的路灯也能为故障路灯报警，缩短了路灯故障发现的时间，可以促进道路良好发展;第三，灯具缆线防盗。灯具缆线的丢失是目前影响道路行车安全的相关因素，利用智慧路灯进行路况数据的反馈，是实现道路灯具缆线防盗的有效措施;第四，对道路行车安全进行监督。智慧路灯通过对道路信息的反馈能形成对车辆司机的有效监管，提升车辆司机行车警惕性，从而促进道路行车安全;第五，与其他设备互联。智慧路灯可以与摄像头、车位地磁、水位监测、气象传感器、移动物体传感器、亮度传感器等设备进行互联，从而打破设备间的信息孤岛，实现道路物联网设备间的互联互通。
　　2.2智慧路灯系统设计
　　根据城市道路物联网要求，智慧路灯的系统中主要包含三大模块，分别是路灯节点、数据管理中心和信息公布平台。以下对智慧路灯的三大管理模块的设计进行介绍。第一，路灯节点。路灯节点的设计主要是采取特定的控制芯片并利用LED灯的光源实现的，可以完成对路灯的控制和灯具信息的采集;同时，根据不同设备的特性，选择不同的网络传输方式，设计专门的通信协议，实现路灯节点与其他互联设备之间进行数据交互，并将城市道路信息反馈到数据管理中心。路灯节点的设计主要是以路灯远程控制和信息的采集为主，路灯节点的功能设计主要包括：路灯控制、路灯管理、交通信息采集、环境信息采集和其他应用。通过远程控制功能可以控制路灯开关或调节LED灯的亮度，;通过信息采集功能，实现路灯电参数、路灯节点在线状态、灯具亮度以及道路信息的反馈。第二，数据管理中心的设计。数据管理中心主要是通过对路灯节点收集的信息进行系统的分析，智慧路灯反馈的碎片式的小数据可以在数据管理中心进行汇总，形成大数据，为路灯管理、交通环境和道路环境提供数据支持，继而帮助有关部门作出决策提供依据，并进行相关信息的发布。第三，信息公布平台。在数据分析平台中进行数据的分析，能够得出许多道路相关信息，信息发布平台就是对汇总信息的及时反馈。例如在车辆数量越来越多的现状中，车辆停车情势十分严峻，司机无法对停车位情况进行良好掌握，不仅造成了停车位的浪费，还增加了车辆违停现象的出现。信息发布平台可以为车辆司机提供停车位的具体信息，并根据车辆定位，为车辆司机设计到停车位的最佳路线[2]。
　　2.3促进智慧路灯城市道路物联网发展的思路
　　基于智慧路灯的城市道路物联网系统的建设和普及现在还处于初期阶段，为了促进其建设提出了以下发展思路。第一，加强对城市道路智慧路灯的研究。，在进行道路设计时，道路智慧路灯的选择范围较小，应扩大智慧路灯的研发渠道，集思广益，结合城市道路特点研发更多可供选择的智慧路灯种类，降低智慧路灯的成本。第二，标准化和规范化。智慧路灯在硬件设计和软件通信方面都需要相关的设计标准和规范，才能实现不同厂商设备间的互操作性和可替换性。第三，开放接口。对基于互联网通信的设备，智慧路灯可以采用开放接口的方式实现与其进行对接，实现数据交换和设备互联互通。第四，引进投资。通过扩大对智慧路灯的投资，可以让智慧路灯大批量进入社会，还能为有关研发人员提供智慧路灯的设计动力，推动城市道路物联网的建设。
　　结论：综上所述，利用智慧路灯完善城市道路物联网，是通过对道路中信息的收集、分析和发布完成的。智慧路灯的应用，不仅为城市道路提供了更加合理的道路照明模式，还能为改善城市道路状况提供帮助，并为有关部门了解道路信息提供了新途径，是在新时代发展中对互联网科技的良好应用。
　　参考文献：
　　[1]汪晖.城市路灯智慧照明系统的设计与实现[J].集成电路应用，2019，36（04）：109-110.
　　[2]刘武.智慧路灯管理系统中的物联网技术应用研究[J].网络安全技术与应用，2018（12）：124+126.
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