張宗磊

摘要：多功能智慧燈桿功能包含了多個范疇，各種功能需要配套對應的模塊和硬件設備，導致多功能智慧燈桿各個系統(tǒng)模塊之間錯綜復雜，燈桿內(nèi)部需要較大空間，線路布局龐雜。多功能智慧燈桿中的功能并非一成不變，伴隨社會與科技的發(fā)展，其功能必然會有相應的增減和升級。因此，文章以多功能模塊化智慧路燈為研究對象，探討其設計思路。本文對多功能智慧路燈設計進行分析，以供參考。

關鍵詞：多功能;智慧路燈;設計研究

引言

隨著城市化水平的不斷提高，路燈的需求量和規(guī)模不斷增加，作為城市分布最為廣泛的道路基礎設施之一，路燈工程的建設影響城市的發(fā)展速度和質(zhì)量。路燈的創(chuàng)新性發(fā)展，是其自身順應城市化發(fā)展的必然要求，也是推動城市化建設的需要。推動路燈創(chuàng)新，并與科技相結合，以高效節(jié)能、智慧化管理，推動智慧城市發(fā)展。相關人員設置了降凈路燈，降凈路燈結合廣東省部分工業(yè)區(qū)的環(huán)境設置，結合當?shù)鼗覊m多、附近表面缺乏水資源導致塵土飛揚等情況，設置了一款新功能的智能路燈。

1多功能路燈標準進展

在國際一級，大多數(shù)多功能燈具仍處于智能道路照明系統(tǒng)的水平。美國、德國和荷蘭等國已經(jīng)建立了智能照明控制系統(tǒng)，美國也部署了包括照明、基站和聲音傳感器在內(nèi)的多功能燈具。就標準而言，地面多功能燈具的標準很少，只有那些涉及智能道路照明控制的標準，例如Taq技術的技術規(guī)格。目前，中國的多功能燈具標準主要以行業(yè)標準、群體標準和地方標準為代表，公司、協(xié)會、工會等專業(yè)組織發(fā)揮了重要作用。多功能桿T/CALI0802-2019的技術規(guī)范著重于多功能燈具的產(chǎn)品要求，不包含施工專用內(nèi)容和工作尺寸。這套標準結合了本階段的產(chǎn)品應用。根據(jù)多功能燈的不同功能模塊分為八個部分：一般要求和試驗、管理服務平臺要求和試驗、照明電纜一般要求和試驗方法。T/CSA057-2019《多功能燈具功能模塊現(xiàn)場裝配規(guī)范和調(diào)節(jié)要求》，根據(jù)安裝場景選擇功能模塊，調(diào)整裝配和施工調(diào)節(jié)等步驟。江蘇省城市照明智能路燈桿施工指南明確提出了強、弱電筒倉。該條規(guī)定：“智能光源桿地下的預留管道不得小于6，強、弱光源線凈間距不得小于0.5m，建議使用不同顏色的管道區(qū)分不同的特性單位，以及連接的彎頭之間

2多功能智慧路燈的設計原則

2.1模塊化原則

考慮到多功能智慧路燈在智慧城市的大范圍推廣鋪設，不同的地區(qū)根據(jù)實際場景對所需的功能也不一樣，各種功能設備需運用模塊化設計，能使用菜單化選擇，根據(jù)實際需要進行智慧路燈的智能化設計和規(guī)劃布局。

2.2適用性原則

多功能智慧路燈的底層：供電設備、網(wǎng)關、路由器、充電樁、多媒體交互、一鍵求助以及檢修門等，安裝高度約為2.5m。中層：道路名牌、小型標志標牌、人行信號燈、攝像頭、公共廣播、LED顯示屏等設施，安裝高度范圍于2.5m到5.5m;機動車信號燈、交通視頻監(jiān)控、交通標志指示牌、無線局域網(wǎng)等，安裝高度范圍在5.5m～8m;氣象監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、智能照明、物聯(lián)網(wǎng)基站等設施一般在安裝在8m以上。頂層：智慧路燈頂部設置微基站等移動通信設備。

3降凈路燈的設想

3.1降凈路燈的優(yōu)勢

粉塵、煙和霧均為顆粒物，是懸浮在空氣中的微小固體顆粒。降凈路燈能夠水霧降塵，為行人提供舒適的空氣環(huán)境，可以通過吸塵器的吸塵口減少空氣中的有害物質(zhì)的含量，減少對人們健康的影響[4]。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展、科技水平的提升，越來越多的科學技術可以運用到道路建設過程中。5G在2019年開始試驗，截至目前5G技術仍在不斷完善，強化網(wǎng)絡兼容、協(xié)調(diào)合理規(guī)劃、滿足業(yè)務需求。將5G技術運用到降凈路燈，燈桿作為5G微基站，方便路燈的監(jiān)控與管理，可促進商業(yè)5G的發(fā)展。降凈路燈可提供GIS定位服務，每盞路燈皆可在地圖上顯示位置，可對每一桿路燈進行監(jiān)測，出現(xiàn)毀壞、電纜被盜、短路等現(xiàn)象時，可及時進行修理，提升了路燈的修理速度。路燈是城鄉(xiāng)道路建設過程中投入量較大的建設設備之一，可在路燈上安裝車輛監(jiān)控，明確車輛的行駛路線，有案件需要追蹤處理時，可加快追查速度。使用光學的方法或利用靜電感應，實現(xiàn)粉塵監(jiān)測，粉塵濃度達到一定的值時，降凈路燈會收到吸塵的信息，開始實施吸塵。通過物聯(lián)網(wǎng)技術控制路燈相應的功能開關，也可通過人工進行監(jiān)測，可將降凈路燈與現(xiàn)有的技術相結合，使降凈路燈更智能化。

3.2降凈路燈的應用潛力

由于城市工業(yè)區(qū)的違法排泄，使部分地區(qū)出現(xiàn)了霧霾等天氣狀況，危害人們的健康。降凈路燈的建設，可以降低環(huán)境污染對人們的影響，路燈可從空氣中直接吸取有害物質(zhì)，在一定的時間段內(nèi)進行灑水降塵，有效提高了空氣指標。在建筑工地區(qū)附近，施工會導致?lián)P塵污染，揚塵顆粒包含的細菌和病毒數(shù)量較多，在空氣中的流動速度較快，對附近環(huán)境、附近居民和過往行人的危害較大。

4多功能智慧路燈的控制系統(tǒng)與設計

4.1結構設計方案

對于目前燈絲功能的局限性，裝置以燈絲為支撐，基于云技術和物聯(lián)網(wǎng)的智能工業(yè)控制系統(tǒng)研究開發(fā)設計了結合綠色智能灌溉、l智能脫鹽等功能的智能燈絲城市系統(tǒng)燈桿主要由頂部垂直風力發(fā)電機、嵌在燈管表面的太陽能電池板、干濕組合式靜電清洗裝置、自適應生態(tài)灌溉裝置和智能控制系統(tǒng)組成。

4.2智能生態(tài)灌溉模塊

智能生態(tài)灌溉模塊實現(xiàn)了控制平臺調(diào)控分析下綠色植物的高效科學灌溉，系統(tǒng)主要由電磁閥、可調(diào)霧化噴油器和過壓器組成。燈桿底部的自動生態(tài)灌溉系統(tǒng)允許通過土壤濕度傳感器、無線探測網(wǎng)絡和電子控制臺自動收集、傳輸、計算和控制管道中的循環(huán)水量。

4.3濕式光束凈化模塊

濕式凈化裝置主要由年號霧化噴油器、電磁閥、水準儀和過壓器組成。年號霧化噴嘴采用不銹鋼制成，耐蝕性強，可以調(diào)整噴嘴尺寸以改變水流。磁鐵在管道中過壓自來水后，灰塵以水霧的形式噴射到環(huán)境中。裝置中的電磁閥開關由系統(tǒng)自動控制。當系統(tǒng)收到空氣質(zhì)量狀況為嚴重或嚴重污染（空氣質(zhì)量指數(shù)大于200）的信息時，空氣凈化系統(tǒng)使用濕式凈化裝置和干式凈化裝置凈化環(huán)境中的污染物;當空氣質(zhì)量指數(shù)小于或等于190時，將禁用濕式凈化裝置。此外，當系統(tǒng)收到室外環(huán)境下雨或風速高（風速超過5.5米/秒）的信息時，濕式凈化模塊將自動禁用。

5多功能智慧路燈的設計思路

5.1設計定位

1）模塊化設計方便裝卸，能實現(xiàn)多場景配置，方便更換燈頭和增減掛載設備。2）集成程度高集成多種信息設備、技術創(chuàng)新復合應用。3）內(nèi)部結構規(guī)整強弱電設備分倉安裝走線，布局緊湊合理。4）道路交通信號輔助給行人和車輛提供交通警示，保障出行安全。5）外觀符合地方特色根據(jù)地方文化添加圖案，突出特色。

5.2尺寸設計

根據(jù)整桿各部件的布局和內(nèi)部硬件的大小，整機尺寸設計，桿體總高12m，下段是正八棱桿體，壁厚5mm，中上段由4根方桿組成，頂部有法蘭盤，尺寸為400mm×400mm，用于安裝固定基站，燈桿底部法蘭盤尺寸為600mm×600mm，厚度為18mm，安裝孔距為φ424mm。

5.3材料工藝

材料采用低碳鋼Q235Q型，通過大型折彎機一次折彎成型。桿體內(nèi)外壁通過熱鍍鋅防腐工藝處理，桿體表面使用室外用聚酯塑粉噴塑上色。

結束語

隨著智能路燈、多功能路燈系統(tǒng)技術與應用的不斷發(fā)展，以及多功能路燈相關國家標準、行業(yè)標準、地方標準、團體標準等的發(fā)布與實施，我們相信智能路燈、多功能路燈將在智慧城市建設中發(fā)揮更多更有價值的作用。

參考文獻

[1]顏重光.模塊化發(fā)展的智慧燈桿技術[J].光源與照明，2019（04）：37-41.

[2]孫媛.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧路燈增值服務分析[J].中國新通信，2018，20（21）：30.

[3]梁熹，多功能智慧路燈.四川省，四川華體照明科技股份有限公司，2017-12-01.

[4]劉棟.基于6LoWPAN的智慧路燈管控關鍵技術研究[D].湘潭大學，2017.

[5]左云鵬.基于ZigBee的小區(qū)新型無線路燈多功能監(jiān)控系統(tǒng)研究與設計[D].廣西師范大學，2017.