CN215294826U - 一种基于5g通信技术的智慧路灯杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于5G通信技术的智慧路灯杆，包括顶部设有LED照明灯的灯杆，灯杆的近地端穿设固定在一方柱形基柱上，基柱的两侧设有前集成箱和后集成箱，灯杆与基柱之间设有供网线和电线进行布线的腔室，前集成箱中设有5G智能网关组件，后集成箱中设有电源系统，灯杆的顶部“L”形弯折部设有与5G智能网关组件连接的信号收发处理集成模块，灯杆的中部设有LED显示屏，灯杆的顶部设有安防球机，基柱的上端侧设有一键报警装置，LED显示屏、安防球机和一键报警装置均与5G智能网关组件连接。本实用新型的智慧路灯杆集成度高，实现了以智慧灯杆为基础的各种公共设施设备数据与管理中心互联互通，为智慧型城市的创建提供了有力的支撑。

Description

一种基于5G通信技术的智慧路灯杆

技术领域

本实用新型涉及市政照明领域，具体涉及一种基于5G通信技术的智慧路灯杆。

背景技术

随着城市建设的快速发展，城区范围不断扩大，常驻人口、通讯终端设备等也不断增加，对语音及数据等的通信业务需求日益提升，基站需求也持续增长，特别是5G时代的需求更是成几何倍数增长。而基站建设选址涉及的拆迁、征地、辐射等问题，致使建设难度越来越大。路灯杆作为城市公共基础设施和可挂高资源，一是分布广泛，有路就有路灯(杆)，就有稳定的配套电源、供电管网；二是间隔均匀、高度适合，平均约35～40米，主干道路灯普遍在12～16米，中杆灯等在18.5米以上，具有较好的信号传播高程；三是资源易得，相比较居民楼、办公楼等设施，更易于共享实施。因此，智慧灯杆作为新一代信息基础设施最佳载体，集成智慧照明、智能监控、汽车充电桩、公共广播、环境监测、气象监测、LED广告屏、物联网基站、5G微基站等产品，已经逐步从被认可到小规模试点再到批量推广应用。

目前，智慧灯杆推广应用过程中，一个难点是如何解决智慧灯杆集成功能设备的接口转换、数据处理、数据交换、数据传输以及各个功能设备的联动控制等问题。目前，行业普遍采用接口转换模块、工业交换机、路由器等设备来实现接口转换、数据传输等，因此存在以下问题：

1、多个设备安装在智慧灯杆设备箱体里，占用空间，不易于安装及后期维护；

2、工业交换机或工业路由器等没有数据存储功能，数据全部通过网络传送至系统平台进行存储，一旦网络中断或突然断电，现场的数据将会丢失；

3、为实现远距离通信，构成5G微基站的射频处理单元、天线、基带处理单元等结构都集成悬设在灯杆的顶部，增加了对设备的维护难度，同时也降低了地面层的共享网络信号的质量。

实用新型内容

为了解决上述技术存在的缺陷，本实用新型提供一种基于5G通信技术的智慧路灯杆。

本实用新型实现上述技术效果所采用的技术方案是：

一种基于5G通信技术的智慧路灯杆，包括顶部设有LED照明灯的灯杆，其中，所述灯杆的近地端穿设固定在一方柱形基柱上，所述基柱的两侧设有前集成箱和后集成箱，所述灯杆与所述基柱之间设有供网线和电线进行布线的腔室，所述前集成箱中设有5G智能网关组件，所述后集成箱中设有电源系统，所述灯杆的顶部“L”形弯折部设有与所述5G智能网关组件连接的信号收发处理集成模块，所述灯杆的中部设有LED显示屏，所述灯杆的顶部设有安防球机，所述基柱的上端侧设有一键报警装置，所述LED显示屏、所述安防球机和所述一键报警装置均与所述5G智能网关组件连接。

优选地，在上述的基于5G通信技术的智慧路灯杆中，所述基柱的高度为1.0～1.8米，所述前集成箱和所述后集成箱对称式地固定在所述基柱的前后侧，所述前集成箱和所述后集成箱的离地高度为1.0～1.5米。

优选地，在上述的基于5G通信技术的智慧路灯杆中，所述一键报警装置集成在一楔形的防水盒体上，所述防水盒体的下表面设有防水咪头和扬声器，所述基柱在位于所述一键报警装置的上方设有用于记录报警者的人脸记录镜头。

优选地，在上述的基于5G通信技术的智慧路灯杆中，所述5G智能网关组件包括依次连接的核心控制模块、MAC交换模块、以太网PHY模块，所述核心控制模块中设有近地端WIFI模块，所述信号收发处理集成模块包括天线，以及分别与所述天线连接的射频处理单元和远地端无线AP单元，核心控制模块包括集成的控制器、网络控制模块、5G模块、RS485/232模块、CAN总线模块、USB接口模块以及存储模块。

优选地，在上述的基于5G通信技术的智慧路灯杆中，所述电源系统包括市电电源、UPS电源以及对所述市电电源和所述UPS电源进行双电源转换的电源管理组件。

优选地，在上述的基于5G通信技术的智慧路灯杆中，所述电源管理组件包括依次连接的滤波器、整流器、逆变器、静态切换开关，以及连接所述整流器和所述UPS电源的充电器，所述UPS电源与所述逆变器连接，所述静态切换开关的电压输出端与所述5G智能网关组件和所述信号收发处理集成模块连接，所述滤波器的输入端与所述市电电源的电压输入端连接。

优选地，在上述的基于5G通信技术的智慧路灯杆中，所述控制器采用型号为飞思卡尔基于Crotex-A8架构的i.MX53处理器。

优选地，在上述的基于5G通信技术的智慧路灯杆中，所述5G模块采用移远通讯的Quectel RM500Q 5G模块。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的智慧路灯杆通过将5G智能网关组件和电源系统分别集成在近地端的前集成箱和后集成箱中，避免了5G微基站在灯杆上高悬造成的维护麻烦，风阻大的问题，集成度高，灯杆整体外形结构美观，通过方柱形的基柱增强了灯杆的牢固度，同时也便于5G微基站的装配固定。本实用新型提出的基于5G通信技术的智慧路灯杆实现了以智慧灯杆为基础的各种公共设施设备数据与管理中心互联互通，为智慧型城市的创建提供了有力的支撑。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构图；

图2为本实用新型的模块结构图；

图3为本实用新型所述电源管理组件的模块结构图。

具体实施方式

为使对本实用新型作进一步的了解，下面参照说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：

本实用的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

本实用的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用中的具体含义。

请参见图1，如图所示，本实用新型的实施例提出了一种基于5G通信技术的智慧路灯杆，该智慧路灯杆包括顶部设有LED照明灯5的灯杆1，其中，作为本实用新型的一种改进，该灯杆1的近地端穿设固定在一方柱形基柱2上，基柱2的两侧设有前集成箱3和后集成箱31，灯杆1与基柱2之间设有供网线和电线进行布线的腔室。具体地，该前集成箱3中设有5G智能网关组件，后集成箱31中设有电源系统。如图1所示，灯杆1的顶部“L”形弯折部11设有与5G智能网关组件连接的信号收发处理集成模块7，灯杆1的中部设有LED显示屏8，灯杆1的顶部设有安防球机6，基柱2的上端侧设有一键报警装置4。如图2所示，该LED显示屏8、安防球机6和一键报警装置4均与5G智能网关组件连接。方柱形基柱2作为灯杆1的近地端的连接固定结构，一方面为灯杆1提供了稳固的连接，另一方面，通过方柱形的结构，也为构成5G微型基站的核心部件5G智能网关组件提供了挂载的载体。LED显示屏8可以显示投放的流媒体广告，安防球机6可以实现视频监控、车牌识别、人脸识别、违停监控等功能，一键报警装置4可以提供一键报警、紧急救援等服务。

进一步地，在本实用新型的优选实施例中，该基柱2的高度为1.0～1.8米，前集成箱3和后集成箱31对称式地固定在基柱2的前后侧，前集成箱3和后集成箱31的离地高度为1.0～1.5米。通过将前集成箱3和后集成箱31的离地高度设置为1.0～1.5米，使得该前集成箱3中的5G智能网关组件和后集成箱31中的电源系统可以被方便地维护，同时也可防止日常积水造成的浸水。在本实用新型的优选实施例中，该一键报警装置4集成在一楔形的防水盒体上，其中，防水盒体的下表面设有防水咪头和扬声器，基柱2在位于一键报警装置4的上方设有用于记录报警者的人脸记录镜头41。在报警者触发报警后，人脸记录镜头41被唤醒，对报警者的人脸进行记录，用于后续的接警登记，同时对假报警的行为提供追责的途径，通过记录的人脸图像可以快速核实报警者的身份。

进一步地，在本实用新型的优选实施例中，如图2所示，该5G智能网关组件包括依次连接的核心控制模块、MAC交换模块和以太网PHY模块。核心控制模块中设有近地端WIFI模块，信号收发处理集成模块包括天线，以及分别与天线连接的射频处理单元和远地端无线AP单元。其中，核心控制模块作为5G智能网关组件的核心部分，可以对交换模块转发的数据及接入的RS485、RS232、CAN等通信设备数据进行协议解析，从而实现对智慧路灯设备的识别，并将关键数据进行存储。MAC交换模块用于识别每一端口相连设备的MAC地址，将地址同相应的端口映射起来存放在交换模块缓存中的MAC地址表中，并处理接收的业务帧，对业务帧进行速率适配、过滤和发送控制等。以太网PHY模块主要是实现CSMA/CD功能，用于检测其他的功能附件，如LED大屏、充电桩、监控球机、公共广播等以太网通信设备是否有数据在传送，如果有数据在传送中就等待，一旦检测到网络空闲，再等待一个随机时间后将送数据发出去。在本实用新型中，该近地端WIFI模块通过设置在近地端的5G智能网关组件中，可为市民提供高速高质量的5G网络服务，尤其是公园等地的智慧路灯，根据实际需要，可以将此类智慧路灯布置在市民休闲的地方，诸如城市广场、公园、湖畔绿道等处。

进一步地，在本实用新型的优选实施例中，如图2所示，核心控制模块包括集成的控制器、网络控制模块、5G模块、RS485/232模块、CAN总线模块、USB接口模块以及存储模块。5G模块用于提供5G网络服务，为智慧路灯的物联网提供网络支持，RS485/232模块用于光纤网线的连接，CAN总线模块为接入的CAN通信设备提供数据传输，USB接口模块可通过数据线接入5G智能网关组件，用于数据导出，网络控制模块用于提供协议转换功能，对接收到的智慧路灯各种功能设备数据进行解析、处理和转换，转换为统一协议格式的数据后再传输给管理中心服务器。

进一步地，在本实用新型的优选实施例中，如图2所示，所述电源系统包括市电电源、UPS电源以及对所述市电电源和所述UPS电源进行双电源转换的电源管理组件。在市电电源正常供电时，电源管理组件使UPS电源与5G智能网关组件和信号收发处理集成模块断开连接，同时，市电电源通过电源管理组件对所述UPS电源进行充电。在市电电源供电异常时，电源管理组件使所述UPS电源与5G智能网关组件和信号收发处理集成模块连接。如图3所示，该电源管理组件包括依次连接的滤波器、整流器、逆变器、静态切换开关，以及连接整流器和UPS电源的充电器。UPS电源与逆变器连接，静态切换开关的电压输出端与5G智能网关组件和信号收发处理集成模块连接，滤波器的输入端与市电电源的电压输入端连接。作为本实用新型的一种优选实施方式，以太网PHY模块采用型号为YT8510H的距离增强型百兆以太网PHY收发器，远地端无线AP单元采用型号为TY-CX456-545型号的无线AP设备，控制器采用型号为飞思卡尔基于Crotex-A8架构的i.MX53处理器，5G模块采用移远通讯的QuectelRM500Q 5G模块，静态切换开关采用型号为APS-1163的STS静态切换开关。该STS静态切换开关主要由智能控制板、高速可控硅和断路器构成，其标准切换时间为≤6ms，不会造成IT类负载断电，既对负载可靠供电，同时又能保证STS静态切换开关在不同相切换时的安全性。

综上所述，本实用新型的智慧路灯杆通过将5G智能网关组件和电源系统分别集成在近地端的前集成箱和后集成箱中，避免了5G微基站在灯杆上高悬造成的维护麻烦，风阻大的问题，集成度高，灯杆整体外形结构美观，通过方柱形的基柱增强了灯杆的牢固度，同时也便于5G微基站的装配固定。本实用新型提出的基于5G通信技术的智慧路灯杆实现了以智慧灯杆为基础的各种公共设施设备数据与管理中心互联互通，为智慧型城市的创建提供了有力的支撑。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内，本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种基于5G通信技术的智慧路灯杆，包括顶部设有LED照明灯(5)的灯杆(1)，其特征在于，所述灯杆(1)的近地端穿设固定在一方柱形基柱(2)上，所述基柱(2)的两侧设有前集成箱(3)和后集成箱(31)，所述灯杆(1)与所述基柱(2)之间设有供网线和电线进行布线的腔室，所述前集成箱(3)中设有5G智能网关组件，所述后集成箱(31)中设有电源系统，所述灯杆(1)的顶部“L”形弯折部(11)设有与所述5G智能网关组件连接的信号收发处理集成模块(7)，所述灯杆(1)的中部设有LED显示屏(8)，所述灯杆(1)的顶部设有安防球机(6)，所述基柱(2)的上端侧设有一键报警装置(4)，所述LED显示屏(8)、所述安防球机(6)和所述一键报警装置(4)均与所述5G智能网关组件连接。

2.根据权利要求1所述的基于5G通信技术的智慧路灯杆，其特征在于，所述基柱(2)的高度为1.0～1.8米，所述前集成箱(3)和所述后集成箱(31)对称式地固定在所述基柱(2)的前后侧，所述前集成箱(3)和所述后集成箱(31)的离地高度为1.0～1.5米。

3.根据权利要求1所述的基于5G通信技术的智慧路灯杆，其特征在于，所述一键报警装置(4)集成在一楔形的防水盒体上，所述防水盒体的下表面设有防水咪头和扬声器，所述基柱(2)在位于所述一键报警装置(4)的上方设有用于记录报警者的人脸记录镜头(41)。

4.根据权利要求1所述的基于5G通信技术的智慧路灯杆，其特征在于，所述5G智能网关组件包括依次连接的核心控制模块、MAC交换模块、以太网PHY模块，所述核心控制模块中设有近地端WIFI模块，所述信号收发处理集成模块包括天线，以及分别与所述天线连接的射频处理单元和远地端无线AP单元，核心控制模块包括集成的控制器、网络控制模块、5G模块、RS485/232模块、CAN总线模块、USB接口模块以及存储模块。

5.根据权利要求4所述的基于5G通信技术的智慧路灯杆，其特征在于，所述电源系统包括市电电源、UPS电源以及对所述市电电源和所述UPS电源进行双电源转换的电源管理组件。

6.根据权利要求5所述的基于5G通信技术的智慧路灯杆，其特征在于，所述电源管理组件包括依次连接的滤波器、整流器、逆变器、静态切换开关，以及连接所述整流器和所述UPS电源的充电器，所述UPS电源与所述逆变器连接，所述静态切换开关的电压输出端与所述5G智能网关组件和所述信号收发处理集成模块连接，所述滤波器的输入端与所述市电电源的电压输入端连接。

7.根据权利要求4所述的基于5G通信技术的智慧路灯杆，其特征在于，所述控制器采用型号为飞思卡尔基于Crotex-A8架构的i.MX53处理器。

8.根据权利要求4所述的基于5G通信技术的智慧路灯杆，其特征在于，所述5G模块采用移远通讯的Quectel RM500Q 5G模块。

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