边缘计算网关：智慧路灯杆的解决方案和管理平台

智慧城市要求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、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能的响应。在这个过程中，迫切需要一个信息采集、信息处理、信息发布的载体。路灯作为城市中密度最大、数量最多的市政设施之一，最适合作为智慧城市的载体。多功能、多应用的智慧路灯杆，可根据不同业务场景需求量身定做，集成相应功能。

系统目标

智慧路灯系统除了实现节能、环保、智能的照明系统外，还需承载以下子应用系统：环境监测、一键报警、视频监控系统，承担了基于智慧城市建设目标的物联网感知入口和服务大众的出口，成为智慧城市前端的信息中枢，也可应用于公园、小区等小范围的应用场景，形成服务闭环，实现提升管理效能和更好地服务大众的目标。

系统逻辑架构

 

架构说明（如图）：

1.感知输出设备：即负责前端数据感知和相关输出的设备，包括照明灯、各类传感器、一键报警器、摄像头、音频广播、LED屏等设备。

2.通信控制设备：即负责感知输出设备的数据采集、通信和控制的设备，按环境和业务需求可选工业路由器、RTU、数采仪、边缘计算网关等。此系统方案选择佰马边缘计算网关BMG700。

3.数据指令流程：通信控制设备下端通过RS232、RS485等接口与感知输出设备连接，实现数据的采集和设备的控制。通信控制设备上行通过4G或有线与平台系统通信，实现数据和指令的实时传输。

路灯物理架构

 

佰马智慧路灯杆管理平台及子系统功能

核心功能架构

 

太阳能供电系统

太阳能平台系统可实时查询蓄电池电量、充电电量、蓄电池电流、蓄电池电压、电池状态、外部温度、内部温度，及放电电量、充电电量、过放次数、欠压次数等。

 

照明控制系统

照明控制系统通过上述系统架构，主要实现了以下主要功能：

1. 单灯和群控系统：系统提供多种控制方式，实现设置开关灯方案，可按单盏灯或群组远程开灯、关灯、调光。

 

2.节能控制系统：即策略管理系统，实现按场景需求定义策略（如：定时执行、事件触发、间隔触发、日出日落时间等），实现智能化节能效果并减少不必要的亮灯时间，延长灯具寿命。

 

3.设备监测告警：即触发器管理，通过物联监测系统，实现对每一盏灯的工作状态、电流、电压、故障等信息进行“在线巡测”，改变了人工巡检热线保修的低效方式，实现提高维护效率降低运维成本。

4.统计分析：即历史数据分析，根据历史运行数据，可根据业务需求分析能耗情况、亮灯率、故障率等。

环境监测系统

各类传感器监测数据通过通信控制设备传送到云平台，实现实时对PM2.5、PM10、噪声、温度、湿度等数据的自动采集、分析以及存储。管理人员可通过平台查询分析实时和历史的环境监测数据。

 

一键报警（紧急救助系统）

一键报警系统，即紧急救助系统，集成200W高清摄像头，支持中心呼叫前端，支持双向语音对讲、广播等功能，实现第一时间报警求助，针孔式的镜头比较隐蔽，难以发现的特点，便于监视，外壳采用金属提高设备的防爆等级。在警力不变的情况下为社会提供更快捷、更有效的服务，并有效的震慑犯罪分子、安定民心，为社会的稳定起到积极的作用。

 

LED显示屏系统

支持显示传感器实时监测的数据如：PM2.5、噪声、温度等，为市民提供实时的环境信息。平台支持管理播放素材，平台可设定规则推送图文、视频信息，如场所通知、政策动向、商业广告等。

视频监控系统

实现摄像头的统管理，管理人员可通过电脑、手机，调阅实时视频、云台控制、回放视频、及远程存储视频等。

公用WIFI系统

提供WIFI公众服务，通过策略管理实现对每个连接最大速度限制，以便支持更多用户接入。

广播系统

平台支持管理音频播放素材，支持智能定时播放背景音乐、电台广播 、通知信息，也支持播放实时的寻人寻物启事等。