（東莞勤上光電股份有限公司，廣東東莞 523565）

1 “多桿合一”的概述

“多桿合一”指以路燈及燈桿為載體，在上面集成環(huán)境監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控、公共廣播、信息發(fā)布和5G微基站等功能，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，將各個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)互聯(lián)共享的復(fù)合應(yīng)用技術(shù)。

城市中現(xiàn)存的各種公共基礎(chǔ)設(shè)施，如路燈桿、監(jiān)控桿、廣告牌等，均存在“單桿單用”現(xiàn)象，具有功能單一、管理分散、嚴(yán)重浪費(fèi)資源的特性，共享的需求空間較大。

在我國(guó)“五大發(fā)展理念”指引下，推動(dòng)社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)整合與共享，是未來(lái)城市建設(shè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，“多桿合一”是城市建設(shè)的潮流。

路燈及燈桿是城市重要的公共基礎(chǔ)設(shè)施，作為“多桿合一”的載體，路燈及燈桿沿街道均勻分布，位置固定，有穩(wěn)定的電源供電，為燈桿提供了良好的設(shè)備安裝支架，為多種智能設(shè)備的集成提供便利。智慧燈桿覆蓋面廣、點(diǎn)位多、死角少、市民使用度和關(guān)注度高，與城市的擴(kuò)建同步，擴(kuò)張性強(qiáng)。

2 “多桿合一”的功能

“多桿合一”的智慧燈桿將LED照明、視頻監(jiān)控、公共廣播、信息發(fā)布、環(huán)境監(jiān)測(cè)、5G微基站等系統(tǒng)基于一體，安裝在燈桿上，統(tǒng)一供電管理及統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)通信，利用云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)集中收集、處理及分發(fā)。智慧燈桿上的各個(gè)子系統(tǒng)之間互聯(lián)互通，并與水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、井蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等系統(tǒng)互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)共享。

2.1 LED照明系統(tǒng)

LED照明系統(tǒng)主要由云平臺(tái)管理軟件、集中控制器和單燈控制器組成。集中控制器安裝在配電柜內(nèi)，通過(guò)4G或Internet通信技術(shù)與云平臺(tái)進(jìn)行通信；單燈控制器安裝在LED照明燈具上，通過(guò)ZigBee通信技術(shù)與集中控制器進(jìn)行通信，利用模擬調(diào)光技術(shù)調(diào)節(jié)燈具亮度。

（1）亮度控制：?jiǎn)蝹€(gè)燈具開(kāi)關(guān)或通過(guò)集控器控制回路開(kāi)關(guān)及無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)燈具調(diào)節(jié)亮度0～100%。

（2）策略管理：依據(jù)時(shí)間、經(jīng)緯度、環(huán)境亮度、外部事件等參數(shù)設(shè)定策略，自動(dòng)控制燈具亮度。

（3）狀態(tài)查詢(xún)：控制器輪詢(xún)檢測(cè)燈具電流、電壓、有功功率等參數(shù)，實(shí)時(shí)獲取燈具狀態(tài)，判斷燈具是否異常。

（4）設(shè)備聯(lián)動(dòng)：燈具亮度數(shù)據(jù)可以聯(lián)動(dòng)公共廣播、信息發(fā)布屏、攝像機(jī)和報(bào)警燈等設(shè)備。

2.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

“多桿合一”的智慧燈桿集成了視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)、報(bào)警按鈕、語(yǔ)音對(duì)講設(shè)備，利用智慧燈桿的電源供電和網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。視頻監(jiān)控?cái)z像頭安裝在道路不同區(qū)域?qū)崿F(xiàn)不同的功能，報(bào)警按鈕、語(yǔ)音對(duì)講設(shè)備安裝在智慧燈桿底部。

（1）治安監(jiān)控：多場(chǎng)景巡航檢測(cè)，實(shí)時(shí)傳輸現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面，提升治安防控水平。

（2）AI識(shí)別：實(shí)現(xiàn)車(chē)牌識(shí)別、人臉識(shí)別、違章取證、交通數(shù)據(jù)采集等。

（3）一鍵報(bào)警：通過(guò)報(bào)警按鈕和語(yǔ)音對(duì)接設(shè)備，實(shí)現(xiàn)一鍵遠(yuǎn)程求助。

（4）設(shè)備聯(lián)動(dòng)：視頻監(jiān)控可以聯(lián)動(dòng)公共廣播、信息發(fā)布屏、LED燈具、報(bào)警燈和其他攝像機(jī)等設(shè)備。

2.3 公共廣播系統(tǒng)

“多桿合一”的智慧燈桿集成了公共廣播系統(tǒng)，利用智慧燈桿的電源供電和網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。

（1）任意分區(qū)廣播：設(shè)定多個(gè)分組，對(duì)指定分組或全部組播放指定節(jié)目。

（2）定時(shí)節(jié)目廣播：不同節(jié)目，按照時(shí)段定時(shí)播放。

（3）設(shè)備聯(lián)動(dòng)：公共廣播可以聯(lián)動(dòng)信息發(fā)布屏、攝像頭、水位監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)。

2.4 信息發(fā)布系統(tǒng)

“多桿合一”的智慧燈桿集成了信息發(fā)布系統(tǒng)，利用智慧燈桿的電源供電和網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。

（1）公共信息發(fā)布：公益廣告、公共信息、緊急通知等圖片通過(guò)信息發(fā)布屏告知市民。

（2）設(shè)備聯(lián)動(dòng)：信息發(fā)布屏可以聯(lián)動(dòng)公共廣播、攝像頭、水位監(jiān)測(cè)等設(shè)備。

2.5 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

“多桿合一”的智慧燈桿集成了環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用智慧燈桿的電源供電和網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。

（1）環(huán)境數(shù)據(jù)采集：環(huán)境傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PM2.5、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量、噪聲等環(huán)境數(shù)據(jù)。

（2）設(shè)備聯(lián)動(dòng)：環(huán)境傳感器可以聯(lián)動(dòng)公共廣播、信息發(fā)布屏、攝像頭等設(shè)備。

2.6 水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

公路上的水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)靠近智慧燈桿，利用智慧燈桿的電源供電和網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。檢測(cè)到公路上有少量積水時(shí)，可以在積水前方通過(guò)信息發(fā)布屏和公共廣播告知行人；檢測(cè)到公路上積水超過(guò)警戒線(xiàn)時(shí)，通過(guò)信息發(fā)布屏和公共廣播告知行人的同時(shí)，警報(bào)燈告警，攝像頭拍攝現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面。

2.7 邊緣網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)多維互聯(lián)互通

LED照明系統(tǒng)與視頻監(jiān)控、公共廣播、信息發(fā)布、環(huán)境監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)共用燈桿、電源及網(wǎng)絡(luò)通信，避免了重復(fù)建設(shè)，智慧燈桿底部安裝邊緣網(wǎng)關(guān)，各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯聚到邊緣網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)協(xié)議解析后存儲(chǔ)或?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通。

（1）邊緣網(wǎng)關(guān)輪詢(xún)分析環(huán)境傳感器檢測(cè)的環(huán)境PM2.5值，超標(biāo)后，可通過(guò)信息發(fā)布系統(tǒng)，在信息發(fā)布屏上顯示超標(biāo)圖片及超標(biāo)值，通過(guò)公共廣播系統(tǒng)告知市民。上報(bào)數(shù)據(jù)到云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)及云平臺(tái)四個(gè)系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。

（2）邊緣網(wǎng)關(guān)輪詢(xún)分析水位傳感器的水位值，超過(guò)警戒線(xiàn)后，涉水路段的LED路燈亮度調(diào)節(jié)到最大值，在涉水路段前方，提前通過(guò)信息發(fā)布系統(tǒng)和公共廣播系統(tǒng)，告知行人“涉水路段，小心駕駛”等告警信息。

邊緣網(wǎng)關(guān)聯(lián)動(dòng)涉水路段附近的攝像頭，旋轉(zhuǎn)到涉水路段方向，錄取涉水現(xiàn)場(chǎng)視頻，邊緣網(wǎng)關(guān)存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)視頻，上報(bào)告警信息到云平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)了LED照明系統(tǒng)、水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)及云平臺(tái)六個(gè)系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。

城市道路上井蓋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、地磁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、消防栓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，發(fā)生告警信息后，可以通過(guò)邊緣網(wǎng)關(guān)，與智慧燈桿上的信息發(fā)布系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、LED照明系統(tǒng)等互聯(lián)互通，協(xié)同運(yùn)作。

3 “多桿合一”智慧燈桿是未來(lái)城市的支點(diǎn)

隨著5G的到來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)更多以物聯(lián)網(wǎng)的形式存在，信息的流通和共享會(huì)更加順暢，各種數(shù)據(jù)會(huì)變成網(wǎng)格化、平面化的信息傳輸，打破“信息孤島”現(xiàn)象，在這種情況下，才能夠真正實(shí)現(xiàn)智慧城市。因此，5G作為未來(lái)城市建設(shè)的技術(shù)利器，將會(huì)以更快、更好的方式連接數(shù)十億物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，不斷創(chuàng)新城市應(yīng)用，豐富智慧城市的內(nèi)涵。

3.1 “多桿合一”利于未來(lái)城市數(shù)據(jù)的連接

未來(lái)智慧城市的建設(shè)需要實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)共享、萬(wàn)物互聯(lián)、多種智能系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)均會(huì)使用各種各樣的傳感器和智能設(shè)備，必須連接這些設(shè)備，使系統(tǒng)正常使用。大規(guī)模的智能系統(tǒng)需要一條總線(xiàn)貫穿各種設(shè)備，分布的智能設(shè)備需要相對(duì)聚焦，便于信號(hào)與能源的連接，“多桿合一”的技術(shù)可為這些設(shè)備提供便捷的連接點(diǎn)，通過(guò)光纖網(wǎng)采集所有的設(shè)備及系統(tǒng)數(shù)據(jù)，形成真正的互聯(lián)共享。

3.2 “多桿合一”利于未來(lái)城市數(shù)據(jù)資源的整合使用

“多桿合一”在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)共享的基礎(chǔ)上，還可通過(guò)其自身的平臺(tái)系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，便于以地理定位為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)整合，降低整合的復(fù)雜性，便于以新視角分析不同的感知信息。多方互聯(lián)的數(shù)據(jù)可產(chǎn)生更多的數(shù)據(jù)分析維度，有助于挖掘更多的信息，豐富智能控制的模式。

3.3 “多桿合一”利于提升未來(lái)城市智能系統(tǒng)的建設(shè)效率

“多桿合一”能夠加快智慧城市的建設(shè)。智慧城市需要建立完善的感知網(wǎng)及諸多城市智能化系統(tǒng)，“多桿合一”為城市感知網(wǎng)及智能系統(tǒng)提供了標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)架與信號(hào)連接總線(xiàn)，每個(gè)燈桿均可以成為安裝智能設(shè)備的機(jī)架，標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)架系統(tǒng)能夠降低城市智能設(shè)施的安裝成本，提高城市感知網(wǎng)與智能系統(tǒng)的建設(shè)效率。

3.4 “多桿合一”利于未來(lái)城市智能系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化

以燈桿為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架的系統(tǒng)建設(shè)模式可成為具有競(jìng)爭(zhēng)力的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可有效降低城市智能系統(tǒng)的建設(shè)成本，提升不同智能系統(tǒng)之間的互操作性，有助于城市智能系統(tǒng)間的合作及智能服務(wù)模式的創(chuàng)新。

標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)架系統(tǒng)為數(shù)據(jù)整合與數(shù)據(jù)分析提供了方便性，低成本、互操作、易整合等方便性形成了整體的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，形成了有助于智能城市發(fā)展的生態(tài)環(huán)境。環(huán)境優(yōu)勢(shì)能夠促進(jìn)城市智能系統(tǒng)建設(shè)的馬太效應(yīng)，使城市智能系統(tǒng)發(fā)展更迅速。

4 結(jié)語(yǔ)

LED路燈及燈桿是城市公共設(shè)施中分布均勻、有規(guī)律、帶電、帶桿的載體，基于LED路燈及燈桿，將城市其他需要鐵桿的公共設(shè)施集于一體，避免重復(fù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)“多桿合一”。公共設(shè)施從物理位置方面實(shí)現(xiàn)了合一，且通過(guò)統(tǒng)一大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了信息共享方面的合一，打破了信息孤島?！岸鄺U合一”的智慧燈桿是未來(lái)大數(shù)據(jù)的采集、處理及分發(fā)的重要節(jié)點(diǎn)，是城市智慧化的支點(diǎn)。