张宗磊

摘要：多功能智慧灯杆功能包含了多个范畴，各种功能需要配套对应的模块和硬件设备，导致多功能智慧灯杆各个系统模块之间错综复杂，灯杆内部需要较大空间，线路布局庞杂。多功能智慧灯杆中的功能并非一成不变，伴随社会与科技的发展，其功能必然会有相应的增减和升级。因此，文章以多功能模块化智慧路灯为研究对象，探讨其设计思路。本文对多功能智慧路灯设计进行分析，以供参考。

关键词：多功能;智慧路灯;设计研究

引言

随着城市化水平的不断提高，路灯的需求量和规模不断增加，作为城市分布最为广泛的道路基础设施之一，路灯工程的建设影响城市的发展速度和质量。路灯的创新性发展，是其自身顺应城市化发展的必然要求，也是推动城市化建设的需要。推动路灯创新，并与科技相结合，以高效节能、智慧化管理，推动智慧城市发展。相关人员设置了降净路灯，降净路灯结合广东省部分工业区的环境设置，结合当地灰尘多、附近表面缺乏水资源导致尘土飞扬等情况，设置了一款新功能的智能路灯。

1多功能路灯标准进展

在国际一级，大多数多功能灯具仍处于智能道路照明系统的水平。美国、德国和荷兰等国已经建立了智能照明控制系统，美国也部署了包括照明、基站和声音传感器在内的多功能灯具。就标准而言，地面多功能灯具的标准很少，只有那些涉及智能道路照明控制的标准，例如Taq技术的技术规格。目前，中国的多功能灯具标准主要以行业标准、群体标准和地方标准为代表，公司、协会、工会等专业组织发挥了重要作用。多功能杆T/CALI0802-2019的技术规范着重于多功能灯具的产品要求，不包含施工专用内容和工作尺寸。这套标准结合了本阶段的产品应用。根据多功能灯的不同功能模块分为八个部分：一般要求和试验、管理服务平台要求和试验、照明电缆一般要求和试验方法。T/CSA057-2019《多功能灯具功能模块现场装配规范和调节要求》，根据安装场景选择功能模块，调整装配和施工调节等步骤。江苏省城市照明智能路灯杆施工指南明确提出了强、弱电筒仓。该条规定：“智能光源杆地下的预留管道不得小于6，强、弱光源线净间距不得小于0.5m，建议使用不同颜色的管道区分不同的特性单位，以及连接的弯头之间

2多功能智慧路灯的设计原则

2.1模块化原则

考虑到多功能智慧路灯在智慧城市的大范围推广铺设，不同的地区根据实际场景对所需的功能也不一样，各种功能设备需运用模块化设计，能使用菜单化选择，根据实际需要进行智慧路灯的智能化设计和规划布局。

2.2适用性原则

多功能智慧路灯的底层：供电设备、网关、路由器、充电桩、多媒体交互、一键求助以及检修门等，安装高度约为2.5m。中层：道路名牌、小型标志标牌、人行信号灯、摄像头、公共广播、LED显示屏等设施，安装高度范围于2.5m到5.5m;机动车信号灯、交通视频监控、交通标志指示牌、无线局域网等，安装高度范围在5.5m～8m;气象监测、环境监测、智能照明、物联网基站等设施一般在安装在8m以上。顶层：智慧路灯顶部设置微基站等移动通信设备。

3降净路灯的设想

3.1降净路灯的优势

粉尘、烟和雾均为颗粒物，是悬浮在空气中的微小固体颗粒。降净路灯能够水雾降尘，为行人提供舒适的空气环境，可以通过吸尘器的吸尘口减少空气中的有害物质的含量，减少对人们健康的影响[4]。随着社会经济的发展、科技水平的提升，越来越多的科学技术可以运用到道路建设过程中。5G在2019年开始试验，截至目前5G技术仍在不断完善，强化网络兼容、协调合理规划、满足业务需求。将5G技术运用到降净路灯，灯杆作为5G微基站，方便路灯的监控与管理，可促进商业5G的发展。降净路灯可提供GIS定位服务，每盏路灯皆可在地图上显示位置，可对每一杆路灯进行监测，出现毁坏、电缆被盗、短路等现象时，可及时进行修理，提升了路灯的修理速度。路灯是城乡道路建设过程中投入量较大的建设设备之一，可在路灯上安装车辆监控，明确车辆的行驶路线，有案件需要追踪处理时，可加快追查速度。使用光学的方法或利用静电感应，实现粉尘监测，粉尘浓度达到一定的值时，降净路灯会收到吸尘的信息，开始实施吸尘。通过物联网技术控制路灯相应的功能开关，也可通过人工进行监测，可将降净路灯与现有的技术相结合，使降净路灯更智能化。

3.2降净路灯的应用潜力

由于城市工业区的违法排泄，使部分地区出现了雾霾等天气状况，危害人们的健康。降净路灯的建设，可以降低环境污染对人们的影响，路灯可从空气中直接吸取有害物质，在一定的时间段内进行洒水降尘，有效提高了空气指标。在建筑工地区附近，施工会导致扬尘污染，扬尘颗粒包含的细菌和病毒数量较多，在空气中的流动速度较快，对附近环境、附近居民和过往行人的危害较大。

4多功能智慧路灯的控制系统与设计

4.1结构设计方案

对于目前灯丝功能的局限性，装置以灯丝为支撑，基于云技术和物联网的智能工业控制系统研究开发设计了结合绿色智能灌溉、l智能脱盐等功能的智能灯丝城市系统灯杆主要由顶部垂直风力发电机、嵌在灯管表面的太阳能电池板、干湿组合式靜电清洗装置、自适应生态灌溉装置和智能控制系统组成。

4.2智能生态灌溉模块

智能生态灌溉模块实现了控制平台调控分析下绿色植物的高效科学灌溉，系统主要由电磁阀、可调雾化喷油器和过压器组成。灯杆底部的自动生态灌溉系统允许通过土壤湿度传感器、无线探测网络和电子控制台自动收集、传输、计算和控制管道中的循环水量。

4.3湿式光束净化模块

湿式净化装置主要由年号雾化喷油器、电磁阀、水准仪和过压器组成。年号雾化喷嘴采用不锈钢制成，耐蚀性强，可以调整喷嘴尺寸以改变水流。磁铁在管道中过压自来水后，灰尘以水雾的形式喷射到环境中。装置中的电磁阀开关由系统自动控制。当系统收到空气质量状况为严重或严重污染（空气质量指数大于200）的信息时，空气净化系统使用湿式净化装置和干式净化装置净化环境中的污染物;当空气质量指数小于或等于190时，将禁用湿式净化装置。此外，当系统收到室外环境下雨或风速高（风速超过5.5米/秒）的信息时，湿式净化模块将自动禁用。

5多功能智慧路灯的设计思路

5.1设计定位

1）模块化设计方便装卸，能实现多场景配置，方便更换灯头和增减挂载设备。2）集成程度高集成多种信息设备、技术创新复合应用。3）内部结构规整强弱电设备分仓安装走线，布局紧凑合理。4）道路交通信号辅助给行人和车辆提供交通警示，保障出行安全。5）外观符合地方特色根据地方文化添加图案，突出特色。

5.2尺寸设计

根据整杆各部件的布局和内部硬件的大小，整机尺寸设计，杆体总高12m，下段是正八棱杆体，壁厚5mm，中上段由4根方杆组成，顶部有法兰盘，尺寸为400mm×400mm，用于安装固定基站，灯杆底部法兰盘尺寸为600mm×600mm，厚度为18mm，安装孔距为φ424mm。

5.3材料工艺

材料采用低碳钢Q235Q型，通过大型折弯机一次折弯成型。杆体内外壁通过热镀锌防腐工艺处理，杆体表面使用室外用聚酯塑粉喷塑上色。

结束语

随着智能路灯、多功能路灯系统技术与应用的不断发展，以及多功能路灯相关国家标准、行业标准、地方标准、团体标准等的发布与实施，我们相信智能路灯、多功能路灯将在智慧城市建设中发挥更多更有价值的作用。

参考文献

[1]颜重光.模块化发展的智慧灯杆技术[J].光源与照明，2019（04）：37-41.

[2]孙媛.基于物联网的智慧路灯增值服务分析[J].中国新通信，2018，20（21）：30.

[3]梁熹，多功能智慧路灯.四川省，四川华体照明科技股份有限公司，2017-12-01.

[4]刘栋.基于6LoWPAN的智慧路灯管控关键技术研究[D].湘潭大学，2017.

[5]左云鹏.基于ZigBee的小区新型无线路灯多功能监控系统研究与设计[D].广西师范大学，2017.