李 露

（武汉职业技术学院 电子信息工程学院 湖北 武汉 430074）

1 引言

当前，智慧城市发展如火如荼，物联网浪潮汹涌澎湃，应用物联网技术打造“智慧城市”成为城市发展的新主题和新动力，而城市的文明也伴随着照明技术的发展而突飞猛进，基于LED技术+物联网技术所构建的照明物联网如图1所示是智慧城市的规模化物联网应用的开端，如果随处可见的路灯都装上智能传感器，连成一个智能传感网络，除了能实施按需的照明控制，更多的“智慧”必然应运而生。

图1 照明物联网

2 智慧照明系统框架

智慧照明系统是由信号采集、数据通讯、网络传输、分析计算与决策支持等系统组成，能高效、及时、可靠地监控当地区域内照明设施的工作情况，对照明系统的运转做出正确的分析，为决策者提供全面支持，使之做出正确决策，达到安全稳定运行的目的。

它采用集中式控制的监控方式提高了灯具控制的实时性，可以根据季节、气候以及特殊节假日的需要，随心所欲地控制任何一盏路灯的开关，既可提高亮灯的一致性，又可避免由于时控器走时不准或失控而造成的电能浪费，做到适时、适度照明。系统采用三层架构如图2所示。

应用层：即系统监控中心。运用计算机系统构建数据库、数据处理、控制、WEB服务。中心通过光纤以及2G/3G/4G网络，实现对前端设备的控制，监控中心将现场情况、数据报表进行反应和显示，以供用户进行管理和决策，用户还可通过Internet访问监控中心系统软件，进行远程操作与控制。

通讯层：由移动、电信或联通等运行商的光纤和无线网络组成，实现前端设备与应用层的数据传输。

执行层：照明前端系统由集中控制器、单灯控制器和扩展设备组成，实现对路灯的控制、运行数据的采集、故障查询等功能。

结合智慧城市物联网生态圈，让随处可见的路灯，将城市照明，视频监控，环境监控，交通监控等进行统一管理，成为城市智慧化的重要标志。所以它将具有以下特征：

（1）开放的终端

开放平台，第三方传感器可灵活集成开放通信模块，跨厂家设备无障碍互通。

（2）开放的网关

网关集成开放无线通信协议，可无缝集成环境监测，停车感应，智能垃圾桶等第三方设备。并可内置轻量级计算容器，灵活加载照明策略。

（3）开放控制

SDN架构，便于合作伙伴根据客户实际需求，开发差异化的照明控制管理应用，也可灵活集成智能交通，环境监控等，打造全联接智慧城市。

图2 智慧照明系统框架

3 智慧照明系统具体构成

3.1 LED智慧路灯系统

LED智慧路灯系统由智能调光LED路灯、智慧灯杆、控制平台三部分组成。它可以远程操作路灯的定时开关，能根据当地的经纬度，按照季节变化和每天日出、日落时间的不同，实现分时无级控制，实时自动对所有灯具进行远程开关、调光控制，真正实现按需照明。如图3所示。

图3 LED智慧路灯系统

3.2 监控中心的组成

监控中心是整个系统运行的核心部分，由服务器、工作站、路由器和监控软件等组成。服务器通过无线网络（公网）将现场灯具设备的使用情况采集上来。监控中心的基本结构如下：

（1）服务端：监控中心通过服务器运行软件平台系统；

（2）客户端：本系统软件应用设计采用B/S架构，工作站不需要安装客户端软件，通过浏览器实现；

（3）移动客户端：（如笔记本、IPAD、智能手机等）可以通过以太网或Internet接入本系统；

（4）网络接入：监控中心通过运营商的光纤接入，保障数据传输的高速稳定。

3.3 通讯系统的设计

系统通讯部分组成如下：

（1）监控中心采用光纤接入，配置固定IP地址实现无线通讯；

（2）集中控制器与监控中心采用2G/3G/4G等无线通信方式；

（3）集中控制器与其他扩展设备可采用内置的RS485以及以太网接口等进行通讯；

（4）集中控制器同终端设备通过电力载波进行远程控制、调光和数据采集。

3.4 系统软件设计

系统软件以大数据、云平台为设计基础，在此基础上采用B/S架构的系统商业级企业应用软件，并且采用模块化结构。该系统主要应用于智能照明，实现远程监控，是为城市亮化照明的管理和维护工作量身定做的一套智能监控和管理软件，它集通讯、信息管理、电气组态控制为一体。

（1）支持多国语言系统

云平台系统设计的时候对于语言采用独立语言包的方式，只需要导入不同的语言包，就可以在登陆界面选择不同的语言就可以完成多国语言的切换。

（2）支持2D/3D照明地理信息系统（GIS）

云平台系统采用GIS地理信息技术可无缝接入google电子地图，按照亮化照明设施的现场实际地理信息情况以及照明设施分布情况，建成一个实时的、可视化的地理信息服务平台。将集中控制器、景观灯、电缆地理位置、各回路布置、各监控点的实时动态信息等各种数据区域电子地图上，并将收集到的信息录入数据库中，建立起完善的照明基础设施的数据库系统，实现亮化照明设施的数字化管理，并将信息采集起来进行集中管理、分析、查询，为管理人员提供实时的可视化信息。

（3）支持设备按照经纬度定位、显示功能

控制设备可以根据现场实际的经纬度进行录入，在GIS地图上可以根据录入的经纬度自动放置。鼠标点击设备后界面右下角可以显示设备的经纬度。

（4）支持控制设备快速布局功能

它可以在GIS地图上可以通过确定终端设备首尾两个确认位置后，其他设备会自动进行等距分布，用户可以通过鼠标移动分别对整条线路或者某个单灯进行位置调整。

（5）显示灯具设备同线缆的隶属关系

点击任何一盏灯具，系统就可以显示该灯具隶属于那一条线缆，可以快速定位故障位置以及线缆的走向。

（6）日常任务快速设置功能及节假日模式自动切换功能

（7）系统报警功能

系统支持31种设备检测报警功能。

（8）电参数查询统计功能

可对任意时间段自动采集、统计、打印相关数据（如：用电量等）。

4 结语

在智慧照明的产业链日益发展的当下，智慧照明打造了“灯、网、云”物联网，将照明的演变完成了一个质的飞跃，把光的价值发挥到极致，将智慧照明和智慧生活真正带给千家万户，给我们的生活带来了无限可能。