随着我国城市化建设进程加快，城市面积不断扩张，城市人口与车辆保有量激增，城市管理面临愈来愈严峻的挑战。
如何在城市现有的公共设施基础上加强和完善绿色照明、交通诱导、监控检测、应急救援等设施与设备，利用最合理、经济、科学的方式为市民营造安全、舒适、智能的城市环境，成为了摆在城市管理者面前的一道难题。
路灯作为城市基础设施建设的重要一环，充分展示了“无处不在”的地理优势和自带市电配套的供电便利，形成了连接城市物联网的天然节点。
基于物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等新一代信息技术的应用，遍布在城市各个分支的路灯，通过感知、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，可以实现对于城市服务、公共安全、环保在内的各种需求做出智能响应，这便是明思维自主研发的智慧路灯系统解决方案。这样的路灯不仅仅是灯，也是智能感知和网络服务的节点！
一、智慧路灯系统解决方案概述
重庆明思维依托在LED显示屏、LED路灯和硬软件系统集成上的综合开发能力，成功开发了智慧路灯系统，首先解决道路亮化照明问题；同时，通过智慧路灯的建设，实现智慧城市基础设施建设。
明思维智慧路灯系统应用框架如下图1所示，
具有以下特点：
自主研发的无线路灯控制方案，实现远程控制、远程维护；
承载了LED户外显示屏作为信息发布的平台；
集成了感知设备，包括环境传感器、RFID阅读头和摄像头；利用路灯天然的地理优势，解决了智慧城市感知层设备的供电与载体问题；
内嵌自主研发的智慧路灯控制器；将智能灯控、LED屏控制、信息采集和信息传输集成在一个控制器之内，并具有一定的本地数据处理能力；
配套明思维智慧路灯控制软件系统；依托云平台，实现点（智慧路灯）—线（道路）—面（城市）的三级监控，实现对灯、屏的远程监测和维护。
图1 明思维智慧路灯系统应用框架图
二、智慧路灯系统功能概述
明思维智慧路灯基于物联网信息传感设备，通过路灯对信息进行智能采集、存储、传递、处理，它不仅可以作为一个重要的信息传输通道，也是市政信息发布终端、互动终端、监测终端，是现代化城市中一道亮丽的名片。具体来说，明思维智慧路灯系统的功能如下图2所示。
图2 明思维智慧路灯系统功能图
“明思维智慧路灯系统”不仅拥有基本的智能照明模块，还集信息发布模块、信息采集模块、信息传输和控制模块、应急电源模块等于一身，通过配备的户外小间距LED显示屏、摄像头、无线WiFi以及充电桩，可实现LED路灯照明、LED显示屏显示、通讯与控制、视频监控、RFID人/物监测、环境传感监测、电动车充电桩和紧急呼叫等不同应用。
这些多样化的应用使其在节约能源、环境友好、事故预警、公共安全及便民出行等多方面大有用武之地，具有极高的实际应用价值，既可以全面提升和改善社会效益，又可以作为智慧城市的信息感知终端，支撑起城市物联网的全范围覆盖。
三、智慧路灯系统解决方案优势
明思维智慧路灯系统拥有以下三大核心优势，对于构建智慧城市具有重要意义。
（一）LED智能照明——打造绿色创新城市
明思维智慧路灯LED照明系统通过采用先进的节电设备和完善的电力方案来节约电力使用量，有效地缓解能源紧缺的现状，达到节约能源及减少碳排放的目的。表1对比了几种常见灯的耗电量和参数，具体如下。
表1 几种常见灯的参数和耗电量比较
明思维智慧路灯LED照明系统采用智能控制，实现可观的二次节能，如下图3。以3000盏100W LED路灯为例，计算没有控制和全亮12小时有智能控制，6小时全亮，3小时50%，3小时25%数据，可计算智能控制LED路灯节电优势，见下表2：
图3 明思维智慧路灯LED照明系统功率输出图
结合图3和表1可以看出，保持原有路面照明条件下，以3000盏路灯为单位进行比较，LED灯比高压钠灯每年节约电费151.2万元；如果使用智能控制，LED路灯每年将节电192.3万元。同时，LED路灯使用寿命是高压钠灯的2.5倍，寿命显著增长；工作时的LED灯表面温度远低于高压钠灯，因此LED灯具坏损率更低，这就大大减少了LED路灯的维护成本。
表2 智能、无智能控制的LED灯具节电能力对比
（二）全彩LED屏信息发布——创造双赢效益
在如今这个信息大爆炸的时代，各种鱼龙混杂的信息铺天盖地而来，冲击着人们。人们已经无法从信息的海洋中分辨谁是精华，谁是糟粕。当人们对手机上杂乱的信息感到疲惫时，随处可见的智慧路灯就成为了正确、主流的信息平台。如下图4所示的明思维智慧路灯信息发布系统，采用高亮度户外全彩LED显示屏，净显面积为1m2，去玻化的设计，可视角可达120°。它不仅是一个信息发布平台，同时也是官方公信实力的延展。
图4 明思维智慧路灯信息发布系统
（三）智慧管理平台——打造智慧城市
1、智慧管理——城市设施集中管理
明思维智慧路灯系统可以采集城市设施中的资产标签，当城市道路周围的市政设施受到侵犯时（如窨井盖、配电箱、垃圾箱等园区公共设施），发出报警信息。
报警信息同时推送至显示屏信息栏、服务中心监控端。显示屏端的提示信息，警示行人异常情况出现；监控端工作人员，接收到报警信息后，将信息发送至相关管理部门，进行及时处理。
如若公共设施失窃/损坏，可通过监控摄像头取证摄像头。
如下图5、6所示，智慧路灯通过RFID设备对道路周围的市政设施进行统一管理。以管网窨井盖为例，在管网窨井盖下方安装资产标签，当窨井盖发生移动、反转等异常情况，触发标签报警。
数据经由智慧路灯本地处理，对软件平台发布报警信息，同时摄像头捕抓报警视频、图像信息。
图5 窨井盖管理系统1
智慧路灯将图像信息回传服务器端，经由服务器端对现场图像进行进一步处理，通过图像识别确定井盖实时发生异常情况。
这样可降低井盖报警的误触发率，进一步提高城市市政资产监控的准确性、可靠性。
二次验证完成后，将警报信息发布给周围群众，通过LED户外显示屏更直接、更快捷的进行信息发布，可以起到立竿见影的效果。
2、智慧安防——车辆、人员出入安全管理
明思维智慧路灯系统可以对城市道路中人流量、车流量密集的公共场所出入口和大型社区出入口的周边道路进行车辆及人员监控。
在区域内挑选多个关键路口、车辆汇集位置，安装多个"前端设备—网络摄像头"，对区域内的车辆/人员流动情况进行抓拍，并上传车牌信息，经由本地数据处理。
同时，在信息公共显示屏上显示出入园区车辆、人员信息，起到园区安全管理的功能。并且对违反停车行为及时准确地取证查处，预警提示违法行为，规范驾驶员停车行为，保证道路畅通安全。
3、无线城市——无线网络全覆盖
随着人们无线上网的需求，移动通信网络已经渗透至社会生活的各个领域。如下图7所示，明思维智慧路灯无线上网系统内嵌WiFi模块与微基站，本身就是 WiFi/4G/5G 网络的载体，支持无感知、短信和二维码访客等多种高效便捷的无线上网认证方式。
与传统的宏基站网络相比，应用智慧路灯无线微基站方案运营成本降低50%，能耗降低35%，极大地降低了运营商的综合运营成本。同时该方案具有体积小、功率高、安装便利、覆盖广、隐蔽的优势，能帮助运营商解决寻址困难，实现快速部署，提供高质量的移动网络服务。
图7 无线城市系统图
4、环境监测——建设绿色生态示范城
明思维智慧路灯环境监测系统具有多种监测功能，如下图8所示，可针对客户的不同需求配备相应的传感器。环境传感信息将被传送至服务器端，以便进一步的处理、分析与保持等。
通过传感器检测到的部分环境信息，实时发布到显示屏，实现对重大环境污染事件、紧急突发事件的及时快速预警，充分展示城市内环境生态优势。
图8 环境监测系统
5、充电桩——助力新能源
目前，充电设施建设不足成为新能源汽车发展的瓶颈已是社会共识。经过多种方案对比，智慧路灯已经被验证为最经济可行的充电桩解决方案。
如下图9所示，智慧路灯与充电桩结合，可以突破城市充电桩建设过程中存在的征地难、建设费用高、电力配套难等困局，快速推进和建设，帮助城市管理者和电动汽车、充电桩运营商构建“灯、桩、网、车”一体化产业联动的智慧城市运营生态圈。
新能源车只要停靠在路灯旁，用手机扫描充电桩二维码，并安装相关APP后，就可将汽车与路灯连接开始充电。
图9 明思维单盏智慧路灯充电桩充电演示
四、智慧路灯系统解决方案应用案例
2016年5月下旬，由重庆明思维承建的智慧路灯系统大规模应用项目——江苏洪泽城区LED道路照明及智慧路灯应用系统工程顺利通过验收。在这一项目中，明思维提供了自主研发生产的3000余套LED智能路灯和30余套智慧路灯及系统平台，安装在洪泽县14条主干道、12条次干道、21条支路及新建道路共54条道路上，为打造智慧城市提供良好的示范案例。（见图10）
图10 江苏洪泽明思维智慧路灯系统落地项目
2016年9月，杭州G20峰会召开期间，明思维安装于G20峰会举办地--钱江世纪城的智慧路灯系统向八方来宾展现如何以路灯灯杆为载体，以大数据、云计算、物联网、地理信息、移动互联网等新一代信息技术作为驱动力，建立一套智能的、可持续的城市发展模式。
2016年12月中旬，人民日报、新华社、央视新闻等多家媒体报道了重庆明思维安装于北京左安门西街的智慧路灯系统。据悉，该系统由10套智慧路灯控制67套智能调光路灯组成的路灯物联网系统，是北京市大规模应用智慧路灯系统案例。
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