根据基于物联网技术的LED智慧路灯控制系统及其在农村道路照明改造中的示范应用项目迅速发展的实际情况，并借鉴了其他LED智能控制系统的关键技术优势特点，利用GPRS+电力网等载波物联网技术，凭借着关键技术的成熟性、高可靠性、重复使用电力线路而且不需再建造设备的节电特点、软硬件安装的简单性、良好的性能扩展性等方面的技术优势，将应用到农村道路照明改造中，对于提高农村的人民群众生活品质、节省能源、降低农村设施维护成本和促进传统农业发展、推动智慧农村建设等方面，具有非常重要的作用。

LED智慧路灯系统架构

依托物联网系统进行LED智慧路灯的设计要分析道路系统运行管理现状，通过对于各个阶段的工作优化，保障系统架构的有效性，实现高效率低成本的照明系统管理。LED智能路灯管理系统主要利用了物联网技术的运用，在无线通信技术的辅助下完成了对路灯远程集中控制和集中管理。

路灯系统架构既要分析照明系统的运行管理要求，也要与智慧城市的建设方向相融合。通过对于温度湿度信息采集、大气数据采集、图像采集等模块的设计，保障可靠的信息收集与高质量的远程控制，依托路灯多种功能的综合发挥来促进智慧城市进一步建设。

当前LED智慧路灯系统架构主要分为两部分。第一部分是LED智慧路灯终端，该部分主要涉及主控核心模块、通信模块、无线模块、电源模块、前端传感器，报警模块等几个部分。

其次，整个LED智能路灯系统架构还涉及了一个云系统的构建，而这个部分主要是包括了系统控制平台与服务平台两个方面的构建，在对系统接入状态检查、订单接收、系统控制、报表管理、系统管理、服务人员控制等多种能力的整合与实现下，由各个系统控制平台完成了各个方面的运行管理，从而实现了云系统能够完成对所有终端照明设备的远程控制和管理。

传统道路照明系统运行管理有着能源消耗较大的管理问题，而通过云平台开展照明控制可以在明确使用环境使用需求的基础上实现按需照明，根据照明现场情况采用不同的控制方式，以降低照明亮度、单侧亮灯等控制方式尽可能满足照明系统的照明需求，也达到能源节约的目的。

LED智慧路灯系统主要通过云平台开展远程管理。为了实现对于设备更好地把控，在LED智慧路灯终端要完成信息的采集，也要通过自动保障、监控等模块的设置保障云平台信息掌握的全面性。针对路灯这一基础设施覆盖面较广的特征，可以通过温度湿度采集、大气数据采集、流量热力采集等信息采集方向，以云平台对于多种信息进行展示的方式既确保平台可以对于重要数据进行掌握，也通过LED智慧路灯终端所呈现的数据指导运行管理工作的进一步组织，提高智慧的建设有效性。

1物联网技术对智慧路灯的改变

一点一根据街道的实际情况进行灯光强弱调整

路灯中最关键的就是灯光功能，但一般路灯都只是根据死板的规定时间进行打开或者关闭，并无法完全按照当天的实际情况做出灯光亮度的调整。而智能路灯和一般路灯之间最大的差别就在于，智能路灯更能够针对道路的现实情况做出对自身照明范围大小的调整，也就是当道路光照充分后，智能路灯就不会启动照明系统，而针对天空的阴影范围、路面上的人流和车辆，以及该区域所在的日出与日落情况，智能路灯也会逐步对自身的灯光范围做出调整，总而言之就是利用自身功能，根据道路现实的实际情况来逐步做出照明的调整，虽然这样的功能确实还没能够合理地合理地适应于每一位人，不过对民众来说却是比较整体合理的，从根本上也适应了一般民众对道路灯光范围的要求，并且相比于一般路灯来说更能表现出个性化和科技化。

GPRS+电力线载波的网络拓扑结构

乡镇道路照明智慧路灯管理的物联网技术的网络拓扑图，如下：

图1 物联网技术的具体网络拓扑图

以太网：工作人员局域网络的具体体现形式为以太网。

因特网（Internet）：因特网可以供外围有权限的操作员（尤其是外线维修员）使用，并负责实现与智能硬件、GPRS网络之间的连接。

GPRS网：利用在GSM网中没有被占用的TDMA通道，进行数据的中速传输功能，并以此实现了对路灯集中控制器进行无线管理这一目的。

电力线载波通信网：直接以输电线为传输信道，没有必要再建别的通信线路，将50Hz强电线路作为输送通道，其优势为线路中发生的衰减比较小、机械强度非常高、传输性能十分可靠等。

硬件配置

GPRS+电力线载波对乡镇路灯照明系统的测控，是由集中控制器（组网）+节点控制器联合建立而成的。单灯的节点控制器，可在LED驱动电源外部独立设定，也可设定为在驱动电源的内部，作相应地集成设定，其具体控制方法详见下面。

图2物联网技术对乡镇路灯照明系统的检测控制示意图

（1）集中控制器

集中控制器内包括主要多个组成模块：电源模块、MCU模块、通信模块、电力线载波模块，以及显示模块等。a）其主控部分选择以ARM9RISC结构的32位微处理器为CPU芯片，片内集成了多种不同的通信接口，因具有200MIPS的数据处理速度，且其电源管理方式十分先进，特别适用于通信领域以及系统控制。其内集成的各三十二MB的SDRAM以及NANDFLASH，能够完成对庞大资料量的管理。B）电力网载波模块主要是完成集中控制台和各节点控制台相互间的通讯，其中包括查看照明的当前情况，远程监控照明情况的相关情况，还要收到各节点控制器发送的告警数据。c）GPRS通讯系统是基于GPRS网络建立的移动数据通信，由Motorola企业制造的G20、Siemens企业制造的MC39i，以及SIMCOM企业制造的SIMl零系列产品提供选用。

（2）节点控制器

节点控制器实际上是智能单灯控制器，在传统电力线载波设计基础上，通过软、硬件技术，借增强可靠性、提升拓展性能

该设计方案同时还对整个智能系统的电气可靠性和系统扩展性做出了充分考虑，在其硬件层面：集中控制器自身的既有基本通信接口，同时也是MODBUS的接口系统，可以外接MODBUS技术所提供的各类功能单元；在内部CPU中还整合了各种的基本通信接口系统，如USB、EBI、以太网、MCI、SSC还有SPI等，各种职能单元之间也可以按上述技术互相交流，因此具备了非常好的系统扩展性。

助控制系统对LED路灯实施远程控制、查询状态、报警等操作。

1.2对智慧路灯实行远程控制

物联网技术的优点就在于可以把各种物体和系统的串联关系归结到同一个点上，这也就使得智能的路灯系统能够实现远距离监控。一般路灯的远距离控制系统仅仅可以决定开关时间，并且对比较具体的照明情况并不可掌握，但是通过物联网技术的运用则能够使LED智能路灯实现比较精细的远距离控制系统，不仅是开关的时间，还能够对路灯的照明方式以及照射方式实现监控，这是到目前为止一般路灯还不能做到的。除此之外远距离控制系统还能够对路灯的自身状态进行归纳以及信息传递，这样在某种程度上来讲就是大大地节约了时间，从而大大减少了我们现实生活中的麻烦，从而减轻了烦恼并且提高我们在实际生活中的便利性。

1.3减少路灯突发状况，进行快速维护

而在现实生活中不少人都出现了道路边的一个甚至许多路灯，都长期损坏而无人维修的情况，除了当地政府部门对此监督不力以外，更多的原因是路灯本身的品质并不过关。而长期无人维修，正是由于一般路灯的维护都需要花费巨大的时间与人力，所以维护人员就一定要分别确认各种路灯损毁的原因，这就需要花费巨大的时间，而由于智能路灯的出现，就能够让人们可以从手机甚至电脑上直接检测路灯的损毁因素，甚至在路灯损毁之时会给出预警，以协助工作人员及时地发现与修复。其实这些检查模式和维修方式早已被运用在众多领域当中了，在现代生活中道路照明随处可见，所以无论保养或者修理都是一个相当庞大的系统工程，而这种快速维修技术就是最恰当的方法，而由于数量如此庞大，所以这种方式也就会减少不必要的经济耗费。

二物联网科技与LED智能路灯对人民日常生活的影响改变

2.1提升夜间行走的安全性

照亮社会是路灯最大的功能，为民众服务也是路灯存在的重要意义。虽然近年来妇女儿童遭害者事故频发，很多的作案手段令人不齿，但此类危害事故中大部分都是在没有路灯或是路灯严重损坏的情形下出现的，如果路灯破损或者没有进行维修，都会对人们的夜间出游安全形成一定的危险，特别是在夜间出游的妇女和小孩。怎样有效地保障了妇女和孩子们的生命财产安全，从而降低了不法分子的作案几率？而最有效的解决办法，便是让这种非法手段完全暴露于光明之中。而且，智能路灯的存在将会减少路灯受损的频次与时间，因此哪怕智慧路灯遭遇了破坏，通过运用物联网科技，也同样能够有效地将破坏的路灯加以恢复。

2.2减少因路灯维修而造成的不便

近年来，广场舞蹈与地摊文化都成为我国城市夜间活动的主要潮流，最普遍的现状是在没有路灯或是路灯严重受损的区域，就很少人开展活动。近年来我国随处可见的广场舞大妈们与地摊工作者在争抢地盘，也有很多人恶言相向，甚至大打出手，而这些人都是因为街灯的照明体系还没有健全，而导致夜间活动者的活动区域比较有限，在路灯附近的地方也就变成了活动者的集中地，但是由于路灯问题夜间活动者的活动区域就相对较小，这也给不少的人造者成了麻烦。而在智能路灯取代普通路灯以后，将会大幅降低由于路灯维修问题所导致的活动区域限制，给更多的市民们带来了方便。

2.3提升路灯使用感

在大家的印象中传统的街边路灯上，会聚集着不少的小飞虫，而且还经常会发生各种情况，这种刻板单一的景象正是大部分人对路灯的感觉，又或者是很多人根本没有注意到路灯的存在，甚至根本没有着重去认识到路灯的真正意义。这一切皆是由于传统路灯的功能范围较为狭窄，并且由于各种因素都不能提供给路人良好的使用体验，而物联网科技则能够让智能路灯的使用体验大幅增强，并且除了简单的照明以外，路人还能够感受到来自传统路灯明亮的温度，这也便是人们对传统路灯明亮色调的改善，也便是智能路灯和传统路灯最大的区别所在。

3物联网技术和LED智慧路灯在社会中存在的价值

3.1增强了路边科技性，适应新的环境潮流

路灯是每个人日常生活中都不能缺少的公共产品之一，但如今路灯在普通大众的日常生活中已经无可替代，那么就必须思索怎样让路灯带来时尚的氛围。近年来，由于国家在积极发展科研技术，同时也有很多的高新科技产品出口已经走进了人们的日常生活当中，而社会中的一切事物都是在向科技现代化靠拢，而物联网科技以及LED智能路灯的诞生也是这样，把街道旁路灯都赋予了科技感的元素，这让道路灯光出现在各个大厦中间没有违和感，也适应了现代发展的潮流。在不久的将来，科技会逐渐介入到人们周围的所有事物当中，而智能路灯的诞生也就是开端。

3.2减少资源浪费和经济支出

近年来，虽然我国以及世界的电力资源都已经相对匮乏，或者出现了短缺的现象，但是电力的损耗情况也不容小觑，在某种程度上而言，普通路灯就已经给电力资源造成了不小的损失。而现在的各种路灯一般都是在夜幕降临后才一直开启照明方式，或者等到过了第二天一定的时间后再开始关闭，但是由于在夜间的人们不少时间内都没有行人经过，这也就在无形中地导致了人们对公共资源的占用。

3.3为社会更好的发展奠定基础

光亮是整个社区正常运转的重要基石，而当夜幕降临以后，街边路灯将变成点亮整个社区的最主要工具，所以路灯将会对整个社区的发展产生推动作用，而采用物联网技术的LED智能路灯将会对这一切都产生支撑作用，为整个社区良好的发展打下了基石。

4结束语

时间在不断地成长，技术也在随之提升，物联网技术下的智能路灯已经解决了传统路灯的问题，让新科技地出现在街头巷尾，而这两个毫不相干的新技术相结合产生了意想不到的作用，当然这只是智能路灯的开始，相信在物联网科技的帮助下，智能路灯还将拥有更多功能，为社区和百姓服务。

参考文献：

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