智慧照明，是指采用先進半導體LED光源，利用現代通訊技術、計算機智能化信息處理及節能型電器控制等技術組成的分布式遙測、遙控、遙訊控制系統，實現對室外燈光亮度的強弱調節、燈光軟啟動、定時控制、場景設置等功能，以實現按需照明和精準配光的目的。同時利用室外照明設備布局，形成城市信息采集、執行的節點，實現智慧城市的決策功能，能夠大幅節省電力資源，提升公共照明管理水平，節省維護成本。
1、系統結構設計
智能感知層是城市照明智慧節能系統的感覺器官，通過各類智能傳感器，實時捕捉照明線路覆蓋區域的各類信息。采集的信息包括：（1）照明設備各類信息，如：電流、電壓、故障信息等；（2）照明使用相關信息，如單位時間內通過人流量、車輛數等；（3）環境參數：光照度、溫度、濕度、空氣污染物監測、噪聲監測等。項目應用集成方便的各類傳感器，盡可能充分的采集照明現場的各類信息，從而應用層的大數據處理中心為每一條照明線路甚至細化到某一段照明路線上，推理出精細化、個性化的照明策略。傳輸層主要實現感知層和應用層的數據雙向傳輸。首先智能感知層的數據采集終端的將采集的數據發送給網關節點，網關節點通過4G網絡連接，將采集的設備及環境參數傳送到應用層供其處理。應用層可通過傳輸層發送控制以及各類配置命令，控制照明設置的狀態。大數據處理應用層是城市照明系統的“大腦”，智能照明控制策略體現了整個系統的智能化程度。綜合利用采集到的各類數據信息及環境參數相關信息，實現大數據分析，并通過所分析的結果反饋到各分支路燈監控終端，實現個性化的自適應調節亮度從而達到節能的目的。同時，可輔助實現實時監測路燈工作狀況，提供路燈故障類型報警以及故障地點通知等功能。
2、智慧照明系統的關鍵技術
2.1數據中心
智慧照明系統，已經從狹義的角度向廣義的角度發展和延伸。若多源化、多部門、多類型的數據在前端統一采集后，再按照以往的方式分別傳輸至各主管部門，那么又造成了 “煙囪”現象的出現，不但增加了整體建設成本，而且影響到部門間數據的互聯和互通。結合國家智慧城市的總體部署要求，建議在智慧城市的總體框架下，將所有智慧照明系統所采集到的數據，統一存儲至智慧城市數據中心內，或是統一租賃私有云、公有云進行存儲和管理。這樣各個部門無需再新建機房或擴充機房，極大地降低建設成本，有效地節約了空間資源；同時，更有利于各部門之間數據的充分共享和二次利用。
2.2地理信息系統
地理信息系統，應充分利用智慧城市所建設的地理信息系統或現有的地理信息系統，智慧照明系統應在此基礎上進行二次開發。同時，應充分滿足數字化城市管理信息系統和城市市政綜合監管信息系統等的相關技術標準，建議地圖精度不低于1：500。
2.3組網方式
單一智慧路燈的組網方式，通常采用 “單燈控制器—集中控制器—中心”的三層架構，每1基路燈設置 1 套單燈控制器，每1公里設置一套集中控制器。其中單燈控制器與集中控制器之間的通信，一般采用電力載波或 Zig Bee 技術；在實際應用中我們推薦采用電力載波的方式。集中控制器與中心之間的通信，一般采用4G無線傳輸。集成傳感器的組網方式，通常采用 “集成傳感器—分匯聚點—道路匯聚點—中心”的四層架構，每1基路燈設置1套集成傳感器 ( 結合具體功能需求設置具體的傳感器類型)，每 5-6 基路燈幾何距離最正中的路燈桿設置1個分匯聚點。集成傳感器與分匯聚點之間的通信，一般，采用六類非屏蔽雙絞線傳輸。分匯聚點與道路匯聚點之間、道路匯聚點與中心之間的通信，采用光纖傳輸。基于上述兩類設備的組網方式，構建 “單燈控制器 (集成傳感器) —分匯聚點 (集中控制器) —道路匯聚點—中心”的四層總體架構。其中單燈控制器與集中控制器之間仍采用電力載波傳輸，集成傳感器與分匯聚點之間仍采用六類非屏蔽雙絞線傳輸；分匯聚點 (集中控制器) 與道路匯聚點之間、道路匯聚點與中心之間的通信，統一采用光纖傳輸。
2.4 供電方式
由于照明路燈供電時間一般為晚上和檢修時段，而智慧路燈集成的各傳感器需全天二十四小時供電，因此，照明路燈與智慧路燈各傳感器采用獨立供電，電源分別引自路燈控制柜和弱電控制柜。各智慧路燈采用鏈式供電方式。
2.5 視頻共享
視頻共享是指道路外場的攝像機圖像可以給多個管理部門進行使用。在智慧照明系統建設過程中，建議各部門的攝像機進行統籌規劃、集中布設，這樣可以避免攝像機、桿件、基礎等的重復建設，降低建設成本，提升城市道路的整體美觀度。目前，道路外場的攝像機主要來源于公安、交警、城管、路燈、綜治辦等部門，各自布設攝像機的位置有相互交叉，也有彼此獨立的，公安部門的攝像機主要布設在城市交叉口、公交車站、重要場所出入口；交警部門的攝像機主要布設在城市交叉口、路段；城管部門的攝像機主要布設在商業街道兩側人行道上；路燈部門的攝像機主要布設在城市道路的分隔帶上；綜治辦的攝像機主要布設在城市交叉口、城市主要出入口、重點部位等。在城市交叉口、路段、重要場所出入口，存在多個部門的管理需求高度集中，有利于發揮智慧照明系統的視頻共享的整體效用。
2.6傳感器集成
目前，智慧照明系統的傳感器，主要包括噪音檢測儀、空氣檢測儀、煙霧感應器、亮度傳感器、音柱廣播、微波傳感器、充電樁等。在廠區門口，設置噪音檢測儀和空氣檢測儀，用于噪音和環境檢測。在餐飲店周邊道路上，設置空氣檢測儀和煙霧感應器，用于環境和煙霧檢測。在商住混合區域，設置噪音檢測儀，用于噪聲檢測。在道路上，分別設置亮度傳感器、音柱廣播、微波傳感器，用于道路亮度抽樣檢測、重點區域安防和重點道路交通管理等。在停車場周邊道路設置充電樁，用于新能源車輛的充電。
2.7 桿件共用
智慧照明系統將攝像機、各類傳感器與傳統的路燈桿件共用，在此基礎上，很多城市還將標志牌、信息顯示屏與傳統的路燈桿件共用。在實際應用中，共用桿件的標志牌、信息顯示屏尺寸不宜過大，否則仍會影響到城市的整體美觀度。
2.8與智慧城管系統銜接
智慧照明系統的攝像機、噪音檢測儀、空氣檢測儀、煙霧感應器、微波傳感器等圖像和數據，通過通信網絡傳輸至智慧城市數據中心內。智慧城管系統通過智慧城市數據中心身份認證后，統一調用相關圖像和數據，實現城市亂象監控、積水點監控、噪音檢測、環境檢測、煙霧檢測、人流密度檢測等數據共享。同時，智慧城管系統可以通過智慧照明系統的音柱廣播、信息顯示屏等外延設施，發布城市管理突發事件等語音、文字信息。
綜上所述“智慧城市”是利用各種通信技術、云計算、物聯網等的信息處理及整合，反映出的各項數據，來表現城市整體設施和建設性結果的一種技術性概念，從發展到現在，“智慧城市”基本實現了從理論基礎到實踐環節的轉變，在城市的大街小巷中隨處可見智慧城市背景下的各種智能物質基礎，例如智慧路燈。本文以智慧城市的發展為背景，首先分析了智慧路燈發展現狀和設計的必要性，在此基礎上對智慧路燈系統設計具體實施做了初步探究，希望對智慧城市的建設和發展有所促進作用。
