CN112984434A - 一种基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物联网技术领域，公开了一种基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统，包括若干功能模块集成设置的路灯和后台控制中心，其中功能模块、后台控制中心和云平台通信连接构成应用子系统模块，包括照明子系统、无线城市子系统、安防子系统、环保子系统、信息发布子系统、充电桩子系统、城市管理子系统、便民子系统、停车子系统、给排水监控子系统中的一个或多个组合；本发明的基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统有效提升了资源利用率，降低了智慧城市的建设维护成本，减少了道路杆体林立的弊端，有效提高了城市科学化、精细化和智能化管理水平。

Description

一种基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统。

背景技术

随着我国城市化水平与人民生活水平的逐渐提高，伴随而来的是大量的市政工程建设，传统路灯的控制要投入大量人力物力但监控效率低下产生巨大的浪费。伴随网络技术快速的崛起、移动技术的融合发展，智慧城市是继数字城市之后信息化城市发展的高级形态，智慧城市能够充分运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能的响应，为人类创造更美好的城市生活。

现有的智慧城市系统是以设置在城市道路上各这种设备为载体，结合互联网技术、电力载波物联网技术、传感技术，对智慧城市建设的一种实践，主要应用包括智慧灯杆综合管理中心、智慧照明管理系统、智慧传感及发布系统、无线WIFI覆盖系统、视频监控系统、紧急报警系统、充电桩系统、用户可以根据实际需求选择不同的应用子系统进行组合应用。

但是现有的智慧城市系统基于多种路面设备，其设备过于分散，导致道路上各种杆状、箱状设备林立，同时设备布局不够合理，相互间需要大量布线连接，系统功能不够完善，其建设成本过大，且系统间的兼容性不好，等等这些问题制约着智慧城市的发展，如何最大化的将多功能化的模块集于一身，集约式的进行系统节点的布置，变得尤为重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统，基于集约式设计的多功能路灯，配置搭建了整个监测管理系统，适应了多要求的城市管理需求，扩展了系统应用场合，减低了生产成本和维护成本。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：本发明的一种基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统，包括云平台、若干功能模块集成设置的路灯和后台控制中心；

所述功能模块、后台控制中心和云平台通信连接构成应用子系统模块，包括：

照明子系统、无线城市子系统、安防子系统、环保子系统、信息发布子系统、充电桩子系统、城市管理子系统、便民子系统、停车子系统、给排水监控子系统中的一个或多个组合。

优选地，所述照明子系统配置为根据外部光照条件或者外部控制指令自动调整光照度；

所述无线城市子系统配置为采用包括无线通信基站、公共WiFi的各类通信设备用以提供数据交互支持；

所述安防子系统配置为实时采集视频、语音数据送入云平台或后台控制中心以实时监控或评判有无异常情况发生；

所述环保子系统配置为实时采集环境数据送入云平台或后台控制中心进行数据处理；

所述信息发布子系统配置为实时发布环境数据或者根据外部控制指令进行信息播报或者广告运营发布；

所述充电桩子系统配置成为包括电动自行车、电动车、移动数码产品中的一种或几种提供匹配的电力供应以及识别、计时和扣费动作；

所述城市管理子系统配置为通过高清视频定位识别，有效进行包括违法人员辨别、违章车辆锁定以及突发事件记录在内的非接触城市管理执法；

所述便民子系统配置为提供一键报警、便民查询、线上充值在内的人机交互功能；

所述停车子系统配置为实时监测周围停车数据，及时传送至云平台进行发布，并接收车位预约，自动执行停车导航、计时收费相关动作；

所述给排水监控子系统配置为通过监测井盖位移数据以及水位高度数据实现对于突发洪涝以及井盖丢失的实时监管和反馈。

优选地，所述云平台或者后台控制中心上还设置有用于管控外部访问的授权管理访问模块；

所述授权管理访问模块配置成用于建立用户权限目录，验证用户账户信息并匹配授权用户远程查询、展示、管控相关子系统。

优选地，所述功能模块集成设置的路灯具体包括：

灯杆，由灯杆组件装配而成且内部设有至少一个容纳腔；

至少一个设备箱，可拆卸地设置于所述容纳腔中；

至少一个灯照组件，可拆卸地设置于所述灯杆上；

至少一个外部功能组件，可拆卸地挂设或嵌设在所述灯杆上/中。

优选地，所述灯杆组件，包括：

灯杆本体，由若干灯柱相互匹配紧密环绕设置而成，所述灯柱为中空结构；

基座，包括分别用于固定安装灯柱两端的上基座和下基座；

紧固加强模块，包括：在下基座上环绕灯杆本体设置的若干加固角板；至少一个紧密套设在灯杆本体上紧固座；若干两端分别连接在紧固座和上/下基座上并环绕灯杆本体设置的加强筋；

至少一个安装杆，与上基座或者灯柱侧面可拆卸连接，用于安装灯照组件或外部功能组件；

至少一个安装连接件，用于外部功能组件与灯柱间的稳固可拆卸连接。

优选地，所述灯柱为四个两两对称设置的方形长管，其中，

第一对方形管相对面紧密相连，在其中空结构中形成至少一个容纳腔并匹配开设检测口且内部设置有设备安装座；

第二对方形管相对面分别和第一对方形管的两侧面紧密连接；

所述第一对方形管和第二对方形管规格匹配设置形成横截面为十字形的灯杆本体；

所述加强筋为四个，分别设置在十字形灯杆本体的四拐角处。

优选地，所述所述安装杆包括弧度安装杆和竖直安装杆；

所述弧度安装杆自下往上向外弧度延伸，用于安装灯照组件；

所述竖直安装杆自下往上截面依次减小，用于安装部分外部功能组件；

所述弧度安装杆和竖直安装杆均为中空结构。

优选地，所述安装连接件包括安装座架、矩形挂接架、卡装挂接架、插接孔座和挂接法兰中的一种或几种，其中，

所述安装座架包括若干横纵安装支架；

所述矩形挂接架为四侧面镂空的方形管，其中一相对侧面上开设有安装孔；

所述卡装挂接架包括依次固定连接的U型卡接座、连接柱和安装平台，所述U型卡接座两边均镂空设计且边沿向外90度延伸，并与安装平台均开设安装通孔；

所述插接孔座包括若干固定连接在灯柱侧面的圆形管；

所述挂接法兰包括若干套设在灯杆本体或安装杆上的法兰盘。

优选地，所述设备箱包括强电设备箱和弱电设备箱，其中，

所述强电设备箱中安装有包括交流配电电路、直流配电电路、交直流转换电路、充放电管控电路、蓄电池模块、光源驱动器、电气接线及光纤盒中的一种或多种组合；

所述弱点设备箱中安装有网络通信模块、呼叫分机模块、传感器访问接入点模块、本地控制器、电气接线及网络接线中的一种或多种组合，其中网络通信模块包括以太网通信模块和/或物联网通信模块，所述本地控制器包括灯光控制器、充电桩控制器、聚合网关终端处理器、数据处理控制器、电池管理器中的一种或多种组合；

所述外部功能组件包括一种或多种传感器、太阳能光电模块、视频语音采集单元、紧急求助单元、环卫装备识别交互单元、外部显示单元、语音输出单元、充电桩模块、人机交互单元、公共WIFI单元、基站天线单元、防雷单元中的一种或多种的组合；

所述一种或多种传感器包括光照度传感器、温湿度传感器、烟雾传感器、水浸传感器、灯杆倾角传感器、灯杆振动传感器、环境噪声传感器、PM2.5传感器、环卫数据采集传感器、目标气体传感器、蓄电池温度传感器中的一种或多种组合；

所述一种或多种传感器通过传感器访问接入点模块与本地控制器或者网络通信模块连接，用于将采集到的数据输出值本地控制器或者监控中心进行实时处理和监测；

所述充电桩模块包括与充电桩控制器电性连接的交流配电单元以及嵌设在灯柱上并与所述交流配电单元连接的若干个充电口；所述充电桩控制器包括中央控制板、与中央控制板电性连接的内部接口板、至少一个充电口BMS电源；所述交流配电单元包括交流配电控制板；充电枪BMS电源外接外部电源；

还包括嵌设于灯柱上用于读取用户信息、显示充电方式、时间、电量及费用信息的充电交互单元以及用于危急情况下的紧急断电单元；

还包括与充电桩控制器电性连接、用于进行漏电保护的漏电保护单元。

优选地，所述竖直安装杆顶部可拆卸连接有微型气象站或防雷单元中的一种或几种的组合；

所述卡装挂接架可拆卸安装有包括交通信号灯、广告灯箱、LED显示屏或语音输出单元中的一种或几种的组合；

所述安装座架上可拆卸设置有高清监控摄像机、云台摄像机或公共WIFI单元中的一种或几种的组合；

所述PM2.5传感器为空气送变器，可拆卸设置在灯杆侧面；

所述挂接法兰上可拆卸连接有太阳能光电模块或基站天线单元；

所述灯柱在检测口上还设置有检测门，所述检测门上设置有智能电控锁和检测门位移传感器，用于将检测门实时状态送入本地控制器中，并通过网络通信模块传输至监控中心进行实时监测；

所述弧度安装杆包括两根对称的弧度安装支管以及固定连接在两安装支管间的加强管，所述安装支管在其延伸端开口设置，并设置有灯照组件安装通孔；

所述灯照组件包括安装基板以及环绕其侧面设置的U型中空管；

所述U型中空管两自由端插入所述安装支管中，并通过其侧面间隔设置有若干安装固定孔与安装支管紧固连接；

所述安装基板上设置有若干安装孔，所述安装基板在安装孔两侧分别可拆卸连接有散热模块和灯具模块；

所述灯具模块包括与安装基板可拆卸连接的环形压板，所述环形压板上嵌设有灯罩，灯罩背面匹配设置有圆形垫板，所述灯罩中设有可拆卸连接在圆形垫板上的LED光源；

所述散热模块包括圆柱形散热基体，散热基体与圆形垫板紧密接触，其侧面均匀环绕固定设置多个散热翅片，所述散热基体沿竖直方向开设有贯穿孔，贯穿孔中填充有强导热材料；

所述环形压板和散热基体通过穿设在安装基板上的螺柱实现彼此紧固连接；

所述安装基板在与散热模块接触面沿安装孔边沿设置有密封硅胶圈；

所述环形压板与聚光灯罩接触面设置有密封硅胶垫；

所述安装基板侧面设有贯穿至安装孔的走线孔，所述走线孔与所述U型中空管连通；

所述U型中空管开口一侧还设置有加强横梁，所述安装基板设置在U型中空管与加固横梁围成的区域内。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明的基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统，基于集约化设计的多功能路灯，将智慧城市所需的数据采集终端以及控制模块，以路灯作为节点进行布局布置，大大简化了生产和建设成本，减少了重复建造、复杂设计的资源浪费，在此基础上配置的形成的照明子系统、无线城市子系统、安防子系统、环保子系统、信息发布子系统、充电桩子系统、城市管理子系统、便民子系统、停车子系统、给排水监控子系统，一方面实现了对基础设施资源的集约化利用，既避免了城市空间的浪费，又降低多种因城市管理需要的重复性建设成本，另一方面实现了全方位的对城市各项事务进行管理，提升资源利用率、提高城市智能化管理，成功的为城市各部门设施在物理空间上和数字信息上的融合共享模式提供了基础；

同时本发明在功能模块集成设置的路灯中通过独特的灯杆设计，利用模块化的配置实现了灯杆的便捷式运输和快速组装，其中空式的结构可以将多功能化所需的控制设备全部纳入容纳腔，避免了结构的臃肿以及外设控制设备箱体引起的防盗、防水等一系列问题，同时多灯柱匹配设置结合紧固加强模块可以保证灯杆的强度，避免了中空结构对于强度的影响，同时本发明的安装连接件可以根据实际需要进行选择使用，这些安装连接件可以满足所有集成在灯杆上的外部设备对于各种连接件的要求，特别的本发明对于安装连接件中的具体结构进行了独创性的分类设计，一方面降低了重量而且保证了所需的刚强度，另一方面减少了对于灯杆中中空灯柱的影响；

进一步的本发明独特设计的弧度安装杆匹配独创性提出的灯照组件，使得路灯的基础功能模块结构大为简化，灯照组件结构上相比较现有的LED灯具有了较为明显的简化，U型中空管配合安装基板的设计既保证了灯具的稳定性，有增加了灯具与弧度安装杆安装的便捷性，同时独特的散热模块设计有效提高了散热效率，同时便于清洁打扫，其匹配灯源的映射设计提高了整体的散热效果和可扩展性，特别的散热模块和灯具在安装基板上的分两侧设计，配合螺栓的紧固连接和密封组件的使用，以及电线位于走线孔与中空管中的安装，保证了LED光源在外部复杂环境下的防潮防水防虫和防尘，在降低成本的同时确保了LED灯具的耐候性；

本发明提供在灯杆中或者灯杆外部设置传感器、控制器等外部功能模块，相互配合使用形成了路灯监控系统、充电桩系统、环境传感监测系统、视频语音求助系统、网络多媒体信息发布系统、无线WLAN系统以及视频监控系统的集成，各设备模块分工协同合作使得所述智慧路灯可以适应多要求的城市道路需求，扩展了路灯的应用场合，为时间智慧城市提供了硬件基础，具有优异的效果。

关于本发明相对于现有技术，其他突出的实质性特点和显著的进步在实施例部分进一步详细介绍。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为实施例1中智慧应用监测管理系统的结构示意图；

图2为实施例1中智慧应用监测管理系统的整个软件和硬件的建设层次示意图；

图3为实施例1中功能模块集成设置的路灯的立体结构示意图；

图4为实施例1中灯杆立体结构示意图；

图5为实施例1中灯杆本体局部立体结构示意图；

图6为实施例1中灯杆本体截面结构示意图；

图7为实施例1中灯柱局部立体结构示意图；

图8为实施例1中灯杆爆炸结构图；

图9为实施例1中卡装挂接架立体结构示意图；

图10为实施例1中灯杆局部立体放大示意图；

图11为实施例1中灯照组件轴测图；

图12为实施例1中灯照组件立体结构示意图；

图13为实施例1中灯照组件的部分组件分离结构示意图；

图14为实施例1中灯照组件斜45度散热模块和灯具模块爆炸结构示意图；

图15为实施例1中灯照组件轴测方向散热模块和灯具模块爆炸结构示意图；

图16为实施例1中灯照组件的安装基板结构示意图；

图17为实施例2中功能模块集成设置的路灯的立体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，所属技术领域的技术人员知道，本发明的某些方面可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为软硬件结合的形式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明某些方面还可以实现为在一个或多个微控制器可读介质中的计算机程序产品的形式，该微控制器可读介质中包含微控制器可读的程序代码。

实施例1

如图1-16所示，本实施例提供一种基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统，包括云平台、若干功能模块集成设置的路灯和后台控制中心；其中功能模块集成设置的路灯设置在城市道路上的匹配位置；

在本实施例总功能模块、后台控制中心和云平台通信连接构成应用子系统模块，这些子系统模块包括：

照明子系统、无线城市子系统、安防子系统、环保子系统、信息发布子系统、充电桩子系统、城市管理子系统、便民子系统、停车子系统、给排水监控子系统；

其中，

照明子系统配置为根据外部光照条件或者外部控制指令自动调整光照度，能自动化的管控，提高了路灯的反应灵敏度，减少了人力控制的不稳定因素，同时节约了电能，具有较好的效果，进一步的可以通过设置在路灯灯杆上的运动探测传感器通过侦测所述路灯柱周边的人、车流量情况，并结合环境的光照强度来共同调整所述路灯的照明功率，更能贴合用户的需求；

无线城市子系统配置为采用包括无线通信基站、公共WiFi的各类通信设备用以提供数据交互支持；在路灯上集成设置无线通信基站、微型基站可以实现路灯接入到运营商专网进行智慧控制，并配合WIFI发射模块可以实现区域内WIFI信号覆盖，实现了与外界的通讯，进而对功能模块集成设置的路灯组网，以实时掌控全面区域内的情况，实现远程监控和远程控制；

安防子系统配置为实时采集视频、语音数据送入云平台或后台控制中心以实时监控或评判有无异常情况发生；

环保子系统配置为实时采集环境数据送入云平台或后台控制中心进行数据处理；这些环境数据包括温度、湿度、噪音、光照度、PM2.5等，基于路灯的大面积布置，可以提高采集数据的稳定性和可参考性；

信息发布子系统配置为实时发布环境数据或者根据外部控制指令进行信息播报或者广告运营发布，以功能模块集成设置的路灯作为网络多媒体信息发布的平台，内嵌智能管理核心模块，让广告可以随心掌控，广告图文信息随便更换，显示信息可包括如商业广告、公益宣传、公共信息发布、紧急情况警告、区域地图显示、周边环境空气污染状况等；

充电桩子系统配置成为包括电动自行车、电动车、移动数码产品中的一种或几种提供匹配的电力供应以及识别、计时和扣费动作；

城市管理子系统配置为通过高清视频定位识别，有效进行包括违法人员辨别、违章车辆锁定以及突发事件记录在内的非接触城市管理执法，例如采用设置在路灯上的人脸识别摄像头，可以快速进行身份识别，提高安防措施，在满足常规道路监控系统对道路断面全覆盖的视频监控需求以及全天候的高清录像需求的同时，引入全画面视频检测、视频跟踪、车牌识别等多种业内领先的视频智能技术同时，其还能与应急可视报警设备联动对特定区域进行监控；

便民子系统配置为提供一键报警、便民查询、线上充值在内的人机交互功能，例如通过求助者触碰设置在路灯上的报警开关，相关平台既可通过设置在路灯上的麦克风和监控装置获取求助人位置、信息，就近出警，可以做到快速响应、联网援助、就近出警，城市一键应急报警系统可以有效地打击犯罪份子，可极大的提高处理突发事件的工作效率，建立城市内部的全方位语音求助网络，确保城市的各个角落安全和防范一切不安全隐患。

停车子系统配置为实时监测周围停车数据，及时传送至云平台进行发布，并接收车位预约，自动执行停车导航、计时收费相关动作；

给排水监控子系统配置为通过监测井盖位移数据以及水位高度数据实现对于突发洪涝以及井盖丢失的实时监管和反馈，由于路灯会在道路上进行间隔分布，其与井盖分布的范围近似，因此可以在井盖上设置传感器，并通过无线传输模式将数据传送到最近的路灯控制器中，同时路灯上设置的水位传感器也可以实时监测路面水位变化，综合进行判断，防止出现井盖偷盗、遗失或被打开，而导致行人、车辆坠落事件时有发生，造成巨大的社会影响和直接间接的经济损失；

在本实施例中，云平台或者后台控制中心上还设置有用于管控外部访问的授权管理访问模块；

授权管理访问模块配置成用于建立用户权限目录，验证用户账户信息并匹配授权用户远程查询、展示、管控相关子系统，这些用户权限可以分类为普通用户、路灯管理处、城管局、环保局、公安局、综治办、停车管理部门、移动互联网运营商等，按照各自的责任范围设置相应权限。

在本实施例中系统整个软件和硬件的建设层次包括感知交互层、物联承载层、网络传输层、数据支撑层、业务应用层，其中感知交互层即为设置在路灯上的各深层次信息采集装置，物联承载层即为功能模块集成设置的路灯，网络传输层包括有线接入或无线接入的互联网通信渠道，数据支撑层包括大数据存储平台和云计算平台，业务应用层包括设置在各管理部门后台控制中心或者APP；

为了实现本发明的监测管理系统，本实施独特设计了功能模块集成设置的路灯，包括：

灯杆1，由灯杆组件装配而成，在本实施例中灯杆组件，包括：灯杆本体11、基座12、紧固加强模块13、安装杆14和安装连接件15；该灯杆本体11由若干灯柱相互匹配紧密环绕设置而成，本发明的紧密环绕设置不仅采用下文所说的紧固座起到抱箍的效果，同时也采用在灯柱接触面进行螺栓连接；当然也可以采用焊接或者其他连接从而达到紧密环绕连接的效果，在这里可以根据实际需要进行选用，最优先的是本实施例的技术方案，其他不做赘述；

在本实施例中灯柱111为中空结构；其中灯柱111为四个两两对称设置的方形长管，即为两对方形长管，其中，

第一对方形长管1111相对面紧密相连，在其中空结构中形成至少一个容纳腔1114并匹配开设检测口1113且内部设置有设备安装座；这种容纳腔1114可以直接为贯穿的整个中空结构，也可以在中空结构中进行分割，在这里不做赘述，设备安装座可以为在中空结构中固定设置有可以供设备螺纹连接、卡接或者其他形式可拆卸连接的安装座即可，比较优选的方案为在其中设置用于卡接的滑条，然后各设备箱采用卡接块卡接在滑条上，再匹配锁定螺母即可，在这里不做赘述；

第二对方形长管1112相对面分别和第一对方形长管1111的两侧面紧密连接；也即在此种情况下第二对方形长管1112大小要小于第一对方形长管1111，起到辅助支撑的作用；

在方形长管的接触面开设有紧固通孔1116，通过穿设其中的紧固螺母实现彼此间的紧密相连，这种隐形紧固设置一方面提高了整体灯杆1的刚性强度，另一方面提高了安装的便捷性，同时隐藏式的设计避免了无资质人员的恶意拆卸的可能，大大提高了灯杆的安全性；

在本实施例中第一对方形长管1111和第二对方形长管1112规格匹配设置形成横截面为十字形的灯杆本体11，十字形的灯杆本体11一方面提高了稳定性，另一方面便捷了后续的外部功能组件的挂接或者安装；

基座12，包括分别用于固定安装灯柱两端的上基座121和下基座122；一般的我们采用下基座122作为整个路灯的安装底座，用于与地面的连接，一般的选用将上基座121 和下基座122与灯柱111进行插接，插接配合紧固加强模块13基本可以保证灯柱111 与基座间的紧固连接，当然也可以采用焊接，焊接比较简洁但是不利于后期拆卸，最好选用卡接和螺栓连接的结合，此时应该适当增加上基座121和下基座122的厚度，同时下基座122的厚度一般要比上基座大，这里的卡接指的是上基座121和下基座122套设在灯杆本体11两端部侧面，并通过设置在灯杆本体11侧面的螺栓实现紧固连接，这种连接方式兼顾了稳定和安装便捷性，有突出的效果；当然其他上基座121和下基座122 与灯柱111间的连接方式，只要能够固定灯柱111间彼此的位置即可，在这里不做赘述；

紧固加强模块13，一般包括：在下基座121上环绕灯杆本体设置的若干加固角板131；至少一个紧密套设在灯杆本体11上的紧固座132；若干两端分别连接在紧固座132 和上/下基座上并环绕灯杆本体11设置的加强筋133；本实施例中给出了最常见的一种设置，即在下基座121与紧固座132间设置加强筋133，在这里加强筋133与下基座121 与紧固座132均采用螺母连接；

在本实施例中沿着十字形灯杆本体11四个凸出的侧面设置加固角板131，加固角板 131两直角边分别通过螺栓连接下基座121和灯杆本体11；紧固座132为一个，加强筋133为四个，分别设置在十字形灯杆本体11的四拐角处；紧固座132可以采用与灯柱 111间进行焊接，可以间隙配合起到抱箍的效果；

在本实施例中设置的安装杆14，与上基座121或者灯柱111侧面可拆卸连接，用于安装灯照组件2或外部功能组件；

具体的在这里安装杆14包括弧度安装杆141和竖直安装杆142；

弧度安装杆141自下往上向外弧度延伸，用于安装灯照组件2；

竖直安装杆142自下往上截面依次减小，用于安装部分外部功能组件；

所述弧度安装杆141和竖直安装杆142均为中空结构；

在本实施例为了举例说明，弧度安装杆141和竖直安装杆142均为一个，均可拆卸连接在上基座121上；

本实施例中提供的安装连接件，用于外部功能组件与灯柱111间的稳固可拆卸连接；在本实施例中安装连接件可以在安装座架31、矩形挂接架32、卡装挂接架33、插接孔座34和挂接法兰35中选用一种或几种，其中，

安装座架31包括若干横纵安装支架；

矩形挂接架32为四侧面镂空的方形管，其中一相对侧面上开设有安装孔321；

卡装挂接架33包括依次固定连接的U型卡接座331、连接柱332和安装平台333， U型卡接座331两边均镂空设计且边沿向外90度延伸，并与安装平台333均开设安装通孔334；

插接孔座34包括若干固定连接在灯柱侧面的圆形管，该圆形管用于插接国旗、花篮挂接件；

挂接法兰35包括若干套设在灯杆本体或安装杆上的法兰盘。

本实施例中的设备箱可拆卸地设置于所述容纳腔1114中，包括强电设备箱和弱电设备箱，其中，

强电设备箱中安装有包括交流配电电路、直流配电电路、交直流转换电路、充放电管控电路、蓄电池模块、光源驱动器、电气接线及光纤盒中的一种或多种组合；这些电路或者模块的选用可以根据需要进行选配，其电路结构或者功能模块都可以采用已知的技术，包括电路接线等等均可按照其常用说明进行安装即可，举例在本实施例中配电有交流电的接入，还有转换后的直流电的输出，交流电一般为市电380V/220V，转换后的直流电如48V或12V等；而路灯内部的一些智能功能，例如网络通信模块(如以太网交换机模块、物联网网关模块等)、数据处理电路、网线及照明光源控制等，采用较低的电压供电及信号传输，例如3V、5V等，因此交流配电电路、直流配电电路、交直流转换电路只要按照此种参数进行设定选配即可，在这里不做过多叙述；

在本发明中强电设备箱和弱电设备箱模块化的设计，使得其可以分布在灯杆的任何位置，我们可以选取将强电设备或者弱点设备放置在一定的高度，这样可以防止路面积水对于电路模块的影响或者可能的漏电影响，这也是本发明重要的创新点，避免了现有的装置无法做到将电路分布与上层灯杆中的弊端。

弱点设备箱中安装有网络通信模块、呼叫分机模块、传感器访问接入点模块、本地控制器、电气接线及网络接线中的一种或多种组合，其中网络通信模块包括以太网通信模块和/或物联网通信模块，所述本地控制器包括灯光控制器、充电桩控制器、聚合网关终端处理器、数据处理控制器、电池管理器中的一种或多种组合；在本实施例中的各处理器具有数据处理能力，例如CPU、MCU、SoC、FPGA、PLC、CPLD、或DSP等，通过运行程序来实现功能，在这里不做赘述；

本实施例中的外部功能组件，主要通过安装座架可拆卸地挂设或嵌设在所述灯杆上 /中；在本实施例中外部功能组件包括一种或多种传感器、太阳能光电模块、视频语音采集单元、紧急求助单元、环卫装备识别交互单元、外部显示单元、语音输出单元、充电桩模块、人机交互单元、公共WIFI单元、基站天线单元、防雷单元中的一种或多种的组合；在这里各功能模块或者单元可以采用常见的功能装置，例如外部显示单元可以采用LED显示屏、语音输出单元可以采用音箱，视频语音采集单元可以采用云台摄像机和拾音器，人机交互单元包括显示人机交互界面的显示屏、及用于在所述人机交互界面输入口令(例如密码等)的输入装置(例如实体或图形的键盘等)；防雷单元可以采用热脱卡扣装置、MOV控制芯片以及熔断器相互电连接的设计，等等在这里不做赘述，本领域人员可以根据需要进行选装；

为了举例说明在本实施例中卡装挂接架33分别可拆卸安装有广告灯箱41和LED显示屏42；

安装座架31上可拆卸设置有云台摄像机43和公共WIFI单元44；

挂接法兰35上可拆卸连接有基站天线单元45，其中基站天线单元45为两个，对称设置；

所述灯柱111在检测口1113上还设置有检测门1115，所述检测门1115上设置有智能电控锁和检测门位移传感器，用于将检测门1115实时状态送入本地控制器中，并通过网络通信模块传输至监控中心进行实时监测。

其中一种或多种传感器包括光照度传感器、温湿度传感器、烟雾传感器、水浸传感器、灯杆倾角传感器、灯杆振动传感器、环境噪声传感器、PM2.5传感器、环卫数据采集传感器、目标气体传感器、蓄电池温度传感器中的一种或多种组合；这些传感器可以采用现有的单功能或者多功能集成的传感器，其电路连接方式方法以及如何与控制器或者传感器信号访问接入点的连接均为已知，在这里不做赘述；

为了举例说明在本实施例中PM2.5传感器46为空气送变器，可拆卸设置在灯柱111侧面；

在本实施例中竖直安装杆142顶部可拆卸连接有微型气象站47，这种气象站47为多功能的传感器集成而德，可以采集风速、空气温湿度等参数，具体功能型号可以根据需要进行选取，在这里不做赘述；

其中一种或多种传感器通过传感器访问接入点模块与本地控制器或者网络通信模块连接，用于将采集到的数据输出值本地控制器或者监控中心进行实时处理和监测。

本实施例中的充电桩模块包括与充电桩控制器电性连接的交流配电单元以及嵌设在灯柱上并与所述交流配电单元连接的若干个充电口5；本实施例中的充电口5为两个，分别对称设置在第一对方形长管两侧，其中充电桩控制器包括中央控制板、与中央控制板电性连接的内部接口板、至少一个充电口BMS电源；充电枪BMS电源外接外部电源；

还包括嵌设于灯柱上用于读取用户信息、显示充电方式、时间、电量及费用信息的充电交互单元51以及用于危急情况下的紧急断电单元52，以及与充电桩控制器电性连接、用于进行漏电保护的漏电保护单元，这些电路单元的具体结构和连接方式均为已知的技术，在这里不做赘述；

在本实施例中在充电交互单元上方还设置有紧急求助按钮47，用于人员紧急情况下的求助，此按钮电连接至控制器，在按钮按下去时触发紧急信号，实现本地和后台监控中心或者公安机关联动报警。

本实施例中的灯照组件2可拆卸地设置于所述灯杆1上，具体的是可拆卸安装在弧度安装杆141上，特别的在本实施例中弧度安装杆141包括两根对称的弧度安装支管 1411以及固定连接在两安装支管间的加强管1412，所述安装支管1411在其延伸端开口设置，并设置有灯照组件安装通孔1413；

所述灯照组件包括安装基板21以及环绕其侧面设置的U型中空管22，U型中空管22开口一侧还设置有加强横梁23，所安装基板21设置在U型中空管22与加固横梁23 围成的区域内，在本实施例中的U型中空管22两自由端侧面间隔设置有若干安装固定孔221，U型中空管22可以直接插接入灯杆和灯座中，并通过安装固定孔221与灯杆或者灯座进行固定，安装方便快捷，这里的灯杆和灯座可以匹配设置管型插接口方便U型中空管22插接，当然U型中空管22可以根据需要进行延长或者弯曲以充当灯杆的角色，这些变化或者设计没有超过本发明的范围，本领域人员可以根据需要自行选择延伸，不做赘述。

其中安装基板21上设置有若干安装孔211，所述安装基板21在安装孔222两侧分别可拆卸连接有散热模块24和灯具模块25；在本实施例中为了举例说明，安装孔211 为两个，也即本实施例实际提供的是一种双光源LED灯，当然三光源或者其他多光源的按照需要进行复制扩充即可，在这里不做赘述；

灯具模块25包括与安装基板21可拆卸连接的环形压板251，所述环形压板251上嵌设有灯罩252，灯罩252背面匹配设置有圆形垫板253，所述灯罩252中设有可拆卸连接在圆形垫板253上的LED光源254，LED光源254包括电路基板以及安装在电路基板上的LED芯片，LED光源254可以选用市面售卖的裸装LED光源即可，本实施例中的灯罩252为聚光玻璃罩或者耐高温光学聚碳脂灯罩，环形压板251与灯罩252接触面设置有密封硅胶垫255；

本实施例中散热模块24包括圆柱形散热基体241，散热基体242与圆形垫板253 紧密接触，其侧面均匀环绕固定设置多个散热翅片243，安装基板21在与散热模块24 接触面沿安装孔边沿设置有密封硅胶圈212，该密封硅胶212配合密封硅胶垫255可以在散热基体242与圆形垫板253紧密接触时同步实现灯具模块25的密封；

所述散热基体241沿竖直方向开设有贯穿孔244，本实施例中的贯穿孔244在散热基体241上环绕中轴线均匀设置，同时中心位置还设置一个孔径稍大的贯穿孔，这些贯穿孔244中填充有强导热材料，该导热材料可以为石墨烯或者石墨，亦或其他强导热材料，这些材料成分本领域人员可以根据需要自行选，在这里不做赘述；

在本实施例中环形压板251和散热基体241通过穿设在安装基板21上的螺柱213实现彼此紧固连接，也即螺柱213穿过安装基板21，环形压板251和散热基体241分别穿设在螺柱213两端，并分别匹配紧固螺母214，两侧螺母214拧紧过程中环形压板251 和散热基体241相向而行，直至双方紧固连接在安装基板21两侧，在此种情况下实现了圆形垫板253、灯罩252的固定，同时在压力作用下实现了灯具模块25的整体密封。

在本实施例中安装基板21侧面设有贯穿至安装孔211的走线孔215，所述走线孔215与所述U型中空管22连通，采用此种设计，LED光源254中的控制线或者电线可以从内部直接接入外部电源或者控制端，有效保证了灯具的密封性，也减少了线路老化。

实施例2

为了进一步说明本发明中功能模块集成设置的路灯的装配灵活性和可变性，如图17 所示，并参照图1-16，本实施例提供的功能模块集成设置的路灯，与实施例1提供的智慧路灯，基本结构相同，主要区别在于，本实施例中的弧度安装杆141为两个，分别反向设置在灯杆1上，第一弧度安装杆141a与实施例1中相同可拆卸连接在上基座上，第二弧度安装杆141b可拆卸连接在灯杆1侧面，两个弧度安装杆141均连接有灯照组件2；

其次本实施例中的广告灯箱41和LED显示屏42采用矩形挂接架32接入灯杆，并且本实施例中的安装座架31设置在灯杆1两侧，一侧设置有云台摄像机43和公共WIFI 单元44，另一侧设置有高清摄像头48。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统，包括云平台，其特征在于，还包括若干功能模块集成设置的路灯和后台控制中心；

所述功能模块集成设置的路灯、后台控制中心和云平台通信连接构成应用子系统模块，包括：

照明子系统、无线城市子系统、安防子系统、环保子系统、信息发布子系统、充电桩子系统、城市管理子系统、便民子系统、停车子系统、给排水监控子系统中的一个或多个组合。

2.根据权利要求1所述基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统，其特征在于，所述照明子系统配置为根据外部光照条件或者外部控制指令自动调整光照度；

所述无线城市子系统配置为采用包括无线通信基站、公共WiFi的各类通信设备用以提供数据交互支持；

所述安防子系统配置为实时采集视频、语音数据送入云平台或后台控制中心以实时监控或评判有无异常情况发生；

所述环保子系统配置为实时采集环境数据送入云平台或后台控制中心进行数据处理；

所述信息发布子系统配置为实时发布环境数据或者根据外部控制指令进行信息播报或者广告运营发布；

所述充电桩子系统配置成为包括电动自行车、电动车、移动数码产品中的一种或几种提供匹配的电力供应以及识别、计时和扣费动作；

所述城市管理子系统配置为通过高清视频定位识别，有效进行包括违法人员辨别、违章车辆锁定以及突发事件记录在内的非接触城市管理执法；

所述便民子系统配置为提供一键报警、便民查询、线上充值在内的人机交互功能；

所述停车子系统配置为实时监测周围停车数据，及时传送至云平台进行发布，并接收车位预约，自动执行停车导航、计时收费相关动作；

所述给排水监控子系统配置为通过监测井盖位移数据以及水位高度数据实现对于突发洪涝以及井盖丢失的实时监管和反馈。

3.根据权利要求2所述基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统，其特征在于，所述云平台或者后台控制中心上还设置有用于管控外部访问的授权管理访问模块；

所述授权管理访问模块配置成用于建立用户权限目录，验证用户账户信息并匹配授权用户远程查询、展示、管控相关子系统。

4.根据权利要求3所述的基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统，其特征在于，所述功能模块集成设置的路灯具体包括：

灯杆，由灯杆组件装配而成且内部设有至少一个容纳腔；

至少一个设备箱，可拆卸地设置于所述容纳腔中；

至少一个灯照组件，可拆卸地设置于所述灯杆上；

至少一个外部功能组件，可拆卸地挂设或嵌设在所述灯杆上/中。

5.根据权利要求3所述的基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统，其特征在于，所述灯杆组件，包括：

灯杆本体，由若干灯柱相互匹配紧密环绕设置而成，所述灯柱为中空结构；

基座，包括分别用于固定安装灯柱两端的上基座和下基座；

紧固加强模块，包括：在下基座上环绕灯杆本体设置的若干加固角板；至少一个紧密套设在灯杆本体上紧固座；若干两端分别连接在紧固座和上/下基座上并环绕灯杆本体设置的加强筋；

至少一个安装杆，与上基座或者灯柱侧面可拆卸连接，用于安装灯照组件或外部功能组件；

至少一个安装连接件，用于外部功能组件与灯柱间的稳固可拆卸连接。

6.根据权利要求3所述的基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统，其特征在于，所述若干灯柱为四个两两对称设置的方形长管，其中，

第一对方形管相对面紧密相连，在其中空结构中形成至少一个容纳腔并匹配开设检测口且内部设置有设备安装座；

第二对方形管相对面分别和第一对方形管的两侧面紧密连接；

所述第一对方形管和第二对方形管规格匹配设置形成横截面为十字形的灯杆本体；

所述加强筋为四个，分别设置在十字形灯杆本体的四拐角处。

7.根据权利要求3所述的基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统，其特征在于，所述所述安装杆包括弧度安装杆和竖直安装杆；

所述弧度安装杆自下往上向外弧度延伸，用于安装灯照组件；

所述竖直安装杆自下往上截面依次减小，用于安装部分外部功能组件；

所述弧度安装杆和竖直安装杆均为中空结构。

8.根据权利要求7所述的基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统，其特征在于，所述安装连接件包括安装座架、矩形挂接架、卡装挂接架、插接孔座和挂接法兰中的一种或几种，其中，

所述安装座架包括若干横纵安装支架；

所述矩形挂接架为四侧面镂空的方形管，其中一相对侧面上开设有安装孔；

所述卡装挂接架包括依次固定连接的U型卡接座、连接柱和安装平台，所述U型卡接座两边均镂空设计且边沿向外90度延伸，并与安装平台均开设安装通孔；

所述插接孔座包括若干固定连接在灯柱侧面的圆形管；

所述挂接法兰包括若干套设在灯杆本体或安装杆上的法兰盘。

9.根据权利要求8所述的基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统，其特征在于，所述设备箱包括强电设备箱和弱电设备箱，其中，

所述强电设备箱中安装有包括交流配电电路、直流配电电路、交直流转换电路、充放电管控电路、蓄电池模块、光源驱动器、电气接线及光纤盒中的一种或多种组合；

所述弱点设备箱中安装有网络通信模块、呼叫分机模块、传感器访问接入点模块、本地控制器、电气接线及网络接线中的一种或多种组合，其中网络通信模块包括以太网通信模块和/或物联网通信模块，所述本地控制器包括灯光控制器、充电桩控制器、聚合网关终端处理器、数据处理控制器、电池管理器中的一种或多种组合；

所述外部功能组件包括一种或多种传感器、太阳能光电模块、视频语音采集单元、紧急求助单元、环卫装备识别交互单元、外部显示单元、语音输出单元、充电桩模块、人机交互单元、公共WIFI单元、基站天线单元、防雷单元中的一种或多种的组合；

所述一种或多种传感器包括光照度传感器、温湿度传感器、烟雾传感器、水浸传感器、灯杆倾角传感器、灯杆振动传感器、环境噪声传感器、PM2.5传感器、环卫数据采集传感器、目标气体传感器、蓄电池温度传感器中的一种或多种组合；

所述一种或多种传感器通过传感器访问接入点模块与本地控制器或者网络通信模块连接，用于将采集到的数据输出值本地控制器或者监控中心进行实时处理和监测；

所述充电桩模块包括与充电桩控制器电性连接的交流配电单元以及嵌设在灯柱上并与所述交流配电单元连接的若干个充电口；所述充电桩控制器包括中央控制板、与中央控制板电性连接的内部接口板、至少一个充电口BMS电源；所述交流配电单元包括交流配电控制板；充电枪BMS电源外接外部电源；

还包括嵌设于灯柱上用于读取用户信息、显示充电方式、时间、电量及费用信息的充电交互单元以及用于危急情况下的紧急断电单元；

还包括与充电桩控制器电性连接、用于进行漏电保护的漏电保护单元。

10.根据权利要求9所述的基于多功能路灯的智慧应用监测管理系统，其特征在于，所述竖直安装杆顶部可拆卸连接有微型气象站或防雷单元中的一种或几种的组合；

所述卡装挂接架可拆卸安装有包括交通信号灯、广告灯箱、LED显示屏或语音输出单元中的一种或几种的组合；

所述安装座架上可拆卸设置有高清监控摄像机、云台摄像机或公共WIFI单元中的一种或几种的组合；

所述PM2.5传感器为空气送变器，可拆卸设置在灯杆侧面；

所述挂接法兰上可拆卸连接有太阳能光电模块或基站天线单元；

所述灯柱在检测口上还设置有检测门，所述检测门上设置有智能电控锁和检测门位移传感器，用于将检测门实时状态送入本地控制器中，并通过网络通信模块传输至监控中心进行实时监测；

所述弧度安装杆包括两根对称的弧度安装支管以及固定连接在两安装支管间的加强管，所述安装支管在其延伸端开口设置，并设置有灯照组件安装通孔；

所述灯照组件包括安装基板以及环绕其侧面设置的U型中空管；

所述U型中空管两自由端插入所述安装支管中，并通过其侧面间隔设置有若干安装固定孔与安装支管紧固连接；

所述安装基板上设置有若干安装孔，所述安装基板在安装孔两侧分别可拆卸连接有散热模块和灯具模块；

所述灯具模块包括与安装基板可拆卸连接的环形压板，所述环形压板上嵌设有灯罩，灯罩背面匹配设置有圆形垫板，所述灯罩中设有可拆卸连接在圆形垫板上的LED光源；

所述散热模块包括圆柱形散热基体，散热基体与圆形垫板紧密接触，其侧面均匀环绕固定设置多个散热翅片，所述散热基体沿竖直方向开设有贯穿孔，贯穿孔中填充有强导热材料；

所述环形压板和散热基体通过穿设在安装基板上的螺柱实现彼此紧固连接；

所述安装基板在与散热模块接触面沿安装孔边沿设置有密封硅胶圈；

所述环形压板与聚光灯罩接触面设置有密封硅胶垫；

所述安装基板侧面设有贯穿至安装孔的走线孔，所述走线孔与所述U型中空管连通；

所述U型中空管开口一侧还设置有加强横梁，所述安装基板设置在U型中空管与加固横梁围成的区域内。

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