CN207279445U - 一种多功能一体化智慧路灯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多功能一体化智慧路灯系统，包括灯杆和LED节能灯头，其特征在于，还包括无线网桥、监控摄像头、微环境监测仪、转接箱、信息发布屏模块、一键告警盒以及智能充电桩。本智慧路灯采用先进的智能控制技术、无线通信技术和电源管理技术，以灯杆为载体将智慧照明、视频监控、无线网桥热点、信息发布、智能充电、微环境监测及一键告警等功能一体化集成，对城市道路照明实施网络化、信息化、智能化、自动化的远程控制与集中管理。本智慧路灯灯杆上采用焊接法兰或锚固螺母制作安装接口，所有设备均采用螺钉固定于灯杆上，便于安装及维修方便，同时相比传统抱箍或焊接支架等设备安装方式，路灯整体更加美观。

Description

一种多功能一体化智慧路灯系统

技术领域

本实用新型属于智慧城市道路照明技术与信息采集与发布技术领域，尤其涉及一种多功能一体化智慧路灯系统。

背景技术

城市道路照明是城市公共设施的重要组成部分，而随着城镇化建设的推进，城市道路照明路灯的数量越来越多，能耗越来越高，供电趋于紧张。此外，城市照明的维护工作和高昂的维护成本(人工控制、路灯巡查等)，给城市管理造成了巨大的困难。管理部门需要更有效率的管理和节能方案，从而推进城市照明的科学管理和绿色节能。

智慧路灯能有效节约电能、减少设备占地面积、延长设备使用寿命、提高管理人员的管控、维护水平，避免了不必要的电能、物力和人力的浪费。城市智能化是城市发展的必然方向，“智慧城市”也是未来经济发展和城市基础建设的重点，中国城市人口密集，城市管理难度大，智慧城市的建设能够有效提高政府效率，提升经济发展环境。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种多功能一体化智慧路灯系统，采用先进的智能控制技术、无线通信技术和电源管理技术，以灯杆为载体将智慧照明、视频监控、无线网桥热点、信息发布、智能充电、微环境监测及一键告警等功能一体化集成。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种多功能一体化智慧路灯系统，包括灯杆和LED节能灯头，其特征在于，还包括无线网桥、监控摄像头、微环境监测仪、转接箱、信息发布屏模块、一键告警盒以及智能充电桩；其中：

LED节能灯头设置在灯杆上端，选用多组LED灯作为光源；

监控摄像头设置于灯杆上方，节能灯头下方；

微环境监测仪通过支架安装在转接箱上部，提供对温度、空气湿度、PM2.5、PM10进行监测；

无线网桥固定于灯杆上，位于LED节能灯头上端，提供无线桥接功能和广播wifi功能；

智能充电桩设置于灯杆下端，采用内置智能充电桩，主体部分嵌入灯杆中；

一键告警盒位于智能充电桩上部位置，根据人机工程学设定其安装高度，在灯杆内部焊接安装支架进行安装，同时在一键告警盒安装孔口部位安装窗口盖，对一键告警盒进行保护，仅将告警器按钮露置在外部；

信息发布屏模块安装于灯杆侧面，在灯杆上焊接安装法兰，通过螺钉将信息发布屏固定在灯杆上；

转接箱位于信息发布屏上部，安装方式同信息发布屏，通过在灯杆上焊接法兰盘进行转接箱固定；转接箱内设置开关电源、交换机和串口转网口装置；无线网桥、监控摄像头、微环境监测仪、信息发布屏模块、一键告警盒和智能充电桩均与转接箱电连接。

进一步地，所述灯杆上采用焊接法兰或锚固螺母制作安装接口，所有设备均采用螺钉固定于灯杆上，安装部位灯杆上开置穿线孔，连接线直接通过穿线杆进入灯杆内部。

进一步地，所述智能充电桩通过在灯杆靠近底部位置加工安装接口，安装螺母通过铆接工艺直接锚固在灯杆内壁上，充电桩采用螺钉固定在灯杆上。

进一步地，所述转接箱宽度和厚度与信息发布屏保持一致。

进一步地，所述无线网桥通过在灯杆相应位置加工安装接口，安装用螺母通过铆接工艺直接锚固在灯杆内壁上，无线网桥通过螺钉固定在灯杆上。

进一步地，所述信息发布屏模块配置0.5m*1.2m尺寸P3全彩室外LED显示屏。

进一步地，所述转接箱中，交换机实现路灯各模块之间数据通信，串口转网口装置将微环境监测仪串口转成网口实现与交换机通信连接，开关电源给各模块进行供电。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型智慧路灯系统具有以下优点：

1)本智慧路灯采用先进的智能控制技术、无线通信技术和电源管理技术，以灯杆为载体将智慧照明、视频监控、无线网桥热点、信息发布、智能充电、微环境监测及一键告警等功能一体化集成，对城市道路照明实施网络化、信息化、智能化、自动化的远程控制与集中管理。

2)本智慧路灯灯杆上采用焊接法兰或锚固螺母制作安装接口，所有设备均采用螺钉固定于灯杆上，便于安装及维修方便，同时相比传统抱箍或焊接支架等设备安装方式，路灯整体更加美观。安装部位灯杆上开置穿线孔，连接线直接通过穿线杆进入灯杆内部，无外露电线，防止外露电线在长时间恶劣自然环境条件下外皮老化破损发生故障及产生安全隐患，保证灯杆安全性、可靠性和美观性。

3)本智慧路灯采用内置式智能充电桩，充电桩通过在灯杆靠近底部位置加工安装接口，安装螺母通过铆接工艺直接锚固在灯杆内壁上，充电桩采用螺钉固定在灯杆上，安装及维修方便快捷。

4)本智慧路灯配置一键告警盒位于智能充电桩上部位置，根据人机工程学设定其安装高度，为保证灯杆整体美观性，将一键告警盒沉入到灯杆内部，在灯杆内部焊接安装支架进行安装，同时在一键告警盒安装孔口部位安装窗口盖，对一建告警盒进行保护，仅将告警器按钮露置在外部，安装及维修方便快捷。

5)本智慧路灯配置信息发布屏，位于灯杆侧面正对行车方向，便于行人及车辆驾驶人员观看相关信息，同时在车辆行驶及人行走过程中人无意识抬头就可以观看信息发布屏上发布的先关信息或广告内容，有利于信息的发布及广告传播。通过在灯杆上焊接安装法兰，法兰上加工螺纹，通过螺钉将信息发布屏安装在灯杆上，安装及维修方便快捷。

6)本智慧路灯为实现路灯电源及网络信号的集中管理及合理分配，配置一转接箱。将开关电源、交换机和串口转网口装置放置在转接箱中，避免上述设备外露造成可靠性降低。转接箱宽度和厚度与信息发布屏保持一致，安装方式同信息发布屏，通过在灯杆上焊接法兰盘进行转接箱固定。

7)本智慧路灯配置微环境监测仪，可同时对空气温度、空气湿度、PM2.5、PM10进行监测。微环境监测仪通过支架安装在转接箱上部，外观简洁美观且连线方便，设备维修、更换方便。

8)本智慧路灯配置无线网络设备，通过在灯杆相应位置加工安装接口，安装用螺母通过铆接工艺直接锚固在灯杆内壁上，无线网络设备通过螺钉固定在灯杆上，安装及维修方便快捷。本智慧路灯配置视频监控设备，安装方式同无线网络设备。

9)本智慧路灯外观整体性好，所有设备均经过充分选型，设备体积小，功能齐全，下部容易受人为破坏的设备实现完全嵌入灯杆，便于对设备的保护，防止人为损坏或其他意外损坏。

10)本智慧路灯可根据道路实际需要或客户需求进行各模块的选择性搭配，这样能避免在某些特殊路段设备闲置，提高设备使用率，节约投资成本。

附图说明

图1为本实用新型的智慧路灯外形及结构布置图。

图2为本实用新型的智慧路灯系统组成框图。

附中：1、LED节能灯头；2、无线网桥；3、监控摄像头；4、微环境监测仪；5、转接箱；6、信息发布屏模块；7、灯杆；8、一键告警盒；9、智能充电桩。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。

如图1所示，本实用新型实施例提供的多功能一体化智慧路灯系统，包括灯杆7，以及固定在灯杆7上的LED节能灯头1、无线网桥2、监控摄像头3、微环境监测仪4、转接箱5、信息发布屏模块6、一键告警盒8以及智能充电桩9。

LED节能灯头1设置在灯杆7上端，可以大幅度提高路灯光效，提高路面照度和均匀度，增强机动车驾驶的安全性和舒适度。具有内置的LED开关电源模块为节能灯头提供稳定电源，并可对电源电压进行调节，实现路灯亮度根据现场环境自动调节。

在本实施例中，节能灯头为30W一组，选用3组共计90W，同时可根据用户实际需要进行选用。LED开关电源模块电源输入为220V带接地线，输出为12V(方便对监控摄像头等供电)。

监控摄像头3设置于灯杆7上方，节能灯头下方。保证监控范围内摄像无遮挡。本实施例中，采用的监控摄像头像素不小于100万，防护等级不低于IP67，拥有红外夜视功能，网络接口采用10/100Mbps自适应有线网口，供电采用DC12V。

微环境监测仪4通过支架安装在转接箱5上部，可同时对空气温度、空气湿度、PM2.5、PM10进行监测。外观简洁美观且连线方便，设备维修、更换方便。

在本实施例中，微环境监测仪传感器模块为DC 5V供电，传感器模块信号输出为UART_TTL或者Modbus-RTU。

无线网桥2固定于灯杆7上，位于LED节能灯头1上端。有两大功能：无线桥接功能和广播wifi功能。当智慧路灯施工现场无网线时需要使用其无线桥接功能，此时单支智慧路灯需要使用两台无线网桥，一台用于发射信号，一台用于接受信号，一个园区方案中至少需要一根外网网线接入主网桥。当智慧路灯使用其广播wifi功能时，单支智慧路灯需要使用一台无线网桥，单台无线网桥的wifi覆盖距离为300～400m。无线网桥支持12～24V的POE供电，同时也支持220V电源适配器供电，同时拥有2个10/100Mbps自适应有线网口。

智能充电桩9设置于灯杆7下端，采用内置智能充电桩，其体积小，可嵌入灯杆7中，不占任何多余空间，路灯照明与汽车充电两种功能相辅相成。在提供安全、可靠、稳定、高效的充电服务的基础上，进一步完善了人机交互功能，既可以扫码充电、又可以刷卡充电，具备超强的扩展性和适应性，能够满足不同的充电需求。7kW交流充电桩需配置至少6平方毫米的专用电路，输入电压为AC220V±10％。

一键告警盒8位于智能充电桩9上部位置，根据人机工程学设定其安装高度，在灯杆内部焊接安装支架进行安装，同时在一键告警盒安装孔口部位安装窗口盖，对一键告警盒进行保护，仅将告警器按钮露置在外部，安装及维修方便快捷。

一键告警盒8集成语音紧急求助设备，支持电脑客户端呼叫一键告警盒，实现远程信息发布、支持双向语音对讲等功能、支持TCP/IP协议，方案采用GPRS进行通信，通信方式为发送短信，输入电压为DC 12V。

信息发布屏模块6安装于灯杆7侧面正对行车方向，便于行人及车辆驾驶人员观看相关信息，同时在车辆行驶及人行走过程中人无意识抬头就可以观看信息发布屏上发布的先关信息或广告内容，有利于信息的发布及广告传播。在灯杆7上焊接安装法兰，通过螺钉将信息发布屏固定在灯杆上，安装及维修方便快捷。

在本实施例中，信息发布屏模块6配置0.5m*1.2m尺寸P3全彩室外LED显示屏，具有以下优点：

1、广告内容更新速度快。广告经营者和发布者可以随时更新LED显示屏广告内容，只需要操作控制电脑，更新过程不受其他外部条件的限制。

2、发布信息简单方便。LED显示屏通过数据线连接或者无线通信方式与电脑连接，只要在电脑中进行简单设置，就可以用来发布广告内容，既方便又快速。

3、广告形式多样。LED显示屏通常设立人流量多的公共场所、交通要道，以直观、形象、生动的广告形式吸引收视人的主动关注、范围更广，比传统媒体更具强制观赏性。除了可以户外广告宣传外，还可发布信息。

4、节能环保。LED显示屏节能环保，全天候工作，完全适应户外各种恶劣性环境，具有防腐、防水、防潮、防雷、抗震整体性能强、性价比高、显示性能好等特点。

信息发布屏模块6包括显示屏与HDMI-TCP/IP转换模块或者VGA-TCP/IP转换模块两个部分。转换模块之间采用专用网线及路由器相连。

显示屏配置HDMI或者VGA接口，1080p图像显示，采用AC220V供电，同时显示器具有防水防尘功能。

在智慧路灯部分采用HDMI-TCP/IP转换模块或者VGA-TCP/IP转换模块接收端，主要负责数字化视频/音频接口与网络网线接口之间的转换。在电脑客户端采用HDMI-TCP/IP转换模块或者VGA-TCP/IP转换模块发射端，将网络网线接口转为数字化视频/音频接口信号。转换模块电源为5V1A电源或者采用电源适配器对220V电源进行转换。该方案支持一发多收(最多1发253收)。

为实现路灯电源及网络信号的集中管理及合理分配，配置一转接箱5。将开关电源、交换机和串口转网口装置放置在转接箱5中，避免上述设备外露造成可靠性降低。转接箱5宽度和厚度与信息发布屏保持一致，安装方式同信息发布屏，通过在灯杆上焊接法兰盘进行转接箱固定。转接箱中，交换机实现路灯各模块之间数据通信。串口转网口装置将微环境监测仪串口转成网口实现与交换机通信连接。开关电源给各模块进行供电。

其特征在于，灯杆上采用焊接法兰或锚固螺母制作安装接口，所有设备均采用螺钉固定于灯杆上，便于安装及维修方便，同时相比传统抱箍或焊接支架等设备安装方式，路灯整体更加美观。安装部位灯杆上开置穿线孔，连接线直接通过穿线杆进入灯杆内部，无外露电线，防止外露电线在长时间恶劣自然环境条件下外皮老化破损发生故障及产生安全隐患，保证灯杆安全性、可靠性和美观性。

内置式智能充电桩通过在灯杆靠近底部位置加工安装接口，安装螺母通过铆接工艺直接锚固在灯杆内壁上，充电桩采用螺钉固定在灯杆上，安装及维修方便快捷。

该智慧路灯系统，还包括控制柜和后台服务器。控制柜主要由路由器、交换机、硬盘录像机组成。路由器功能为局域网与外网的通信。交换机连接在路由器上，组成智慧路灯局域网中枢，支持局域网内部各组成部分间通信。硬盘录像机连接在交换机上，用于对智慧路灯监控摄像头的图像存储。控制柜中，交换机连接在路由器上，组成智慧路灯局域网中枢，支持局域网内部各组成部分间通信。

根据图2，智慧路灯与交换机之间的通信有两种方式：一是利用网线进行通信；二是无线网桥进行通信。交换机、路由器、硬盘录像机、电脑客户端之间利用网线进行连接。同时可将后台系统布置在云服务器上，通过internet公网对智慧路灯进行控制。

后台服务器，采用实体服务器，安装部署在专网机房中。后台主要包括电脑客户端与云端后台。电脑客户端至少由一台显示器、两台主机组成。显示器用于信息展示；主机1用于布置后台系统，并与智慧路灯通过网线进行通信交互；主机2用于对显示屏模块的图像进行控制，该图像信号由主机2的HDMI或VGA口发出，进过转换模块发射端转换，经由专用网线传输。云端后台为智慧路灯系统可选项。主要功能为将后台系统布置在云服务器上，通过Internet公网对智慧路灯进行控制。

云端后台使用有两套方案：一是所有智慧路灯产品可使用一台云服务器，并为不同的客户提供相应的云端后台权限，当客户量较大时该方案成本较低且便于维护。

二是应客户要求单独布置云服务器，使用独立的云端后台。云服务器的租金随着CPU型号、内存大小、带宽大小、系统盘的大小的不同而变化，当客户量较小时第二套方案投资更少风险更低。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种多功能一体化智慧路灯系统，包括灯杆(7)和LED节能灯头(1)，其特征在于，还包括无线网桥(2)、监控摄像头(3)、微环境监测仪(4)、转接箱(5)、信息发布屏模块(6)、一键告警盒(8)以及智能充电桩(9)；其中：

LED节能灯头(1)设置在灯杆(7)上端，选用多组LED灯作为光源；

监控摄像头(3)设置于灯杆(7)上方，节能灯头下方；

微环境监测仪(4)通过支架安装在转接箱(5)上部，提供对温度、空气湿度、PM2.5、PM10进行监测；

无线网桥(2)固定于灯杆(7)上，位于LED节能灯头(1)上端，提供无线桥接功能和广播wifi功能；

智能充电桩(9)设置于灯杆(7)下端，采用内置智能充电桩，主体部分嵌入灯杆(7)中；

一键告警盒(8)位于智能充电桩(9)上部位置，根据人机工程学设定其安装高度，在灯杆(7)内部焊接安装支架进行安装，同时在一键告警盒(8)安装孔口部位安装窗口盖，对一键告警盒进行保护，仅将告警器按钮露置在外部；

信息发布屏模块(6)安装于灯杆(7)侧面，在灯杆(7)上焊接安装法兰，通过螺钉将信息发布屏固定在灯杆上；

转接箱(5)位于信息发布屏上部，安装方式同信息发布屏，通过在灯杆上焊接法兰盘进行转接箱固定；转接箱(5)内设置开关电源、交换机和串口转网口装置；无线网桥(2)、监控摄像头(3)、微环境监测仪(4)、信息发布屏模块(6)、一键告警盒(8)和智能充电桩(9)均与转接箱(5)电连接。

2.如权利要求1所述的多功能一体化智慧路灯系统，其特征在于，所述灯杆(7)上采用焊接法兰或锚固螺母制作安装接口，所有设备均采用螺钉固定于灯杆上，安装部位灯杆上开置穿线孔，连接线直接通过穿线杆进入灯杆内部。

3.如权利要求1所述的多功能一体化智慧路灯系统，其特征在于，所述智能充电桩(9)通过在灯杆靠近底部位置加工安装接口，安装螺母通过铆接工艺直接锚固在灯杆内壁上，充电桩采用螺钉固定在灯杆上。

4.如权利要求1所述的多功能一体化智慧路灯系统，其特征在于，所述转接箱(5)宽度和厚度与信息发布屏保持一致。

5.如权利要求1所述的多功能一体化智慧路灯系统，其特征在于，所述无线网桥(2)通过在灯杆相应位置加工安装接口，安装用螺母通过铆接工艺直接锚固在灯杆内壁上，无线网桥(2)通过螺钉固定在灯杆上。

6.如权利要求1所述的多功能一体化智慧路灯系统，其特征在于，所述信息发布屏模块(6)配置0.5m*1.2m尺寸P3全彩室外LED显示屏。

7.如权利要求1所述的多功能一体化智慧路灯系统，其特征在于，所述转接箱中，交换机实现路灯各模块之间数据通信，串口转网口装置将微环境监测仪串口转成网口实现与交换机通信连接，开关电源给各模块进行供电。