每当夜幕降临，城市中各种各样、色彩缤纷的路灯亮起，为城市披上了一层绚丽的外衣。

道路照明是人们生活中不可缺少的道路交通安全设施，传统的道路照明采取集中供电（夜晚点亮、白天关闭）的固定管理模式，存在诸多弊端：

1) 不能根据周围的人车流量、天气变化、环境状态来调节路灯亮度；

2) 不能远程设定亮灯模式和修订管理模式；

3) 不能精准实时获取路灯节点的电能功耗状态；

4) 不能自动上报故障和定位故障的具体地点。

路灯管理平台的建设，是智慧城市的一个重要组成部分，不仅能够实现城市及市政服务能力提升，也是智慧城市的一个重要入口，可促进“智慧市政”和“智慧城市”在城市照明业务方面的落地。以往在路灯管理上存在着很多问题，例如路灯开关、巡查、维护基本靠人力，重点地段晚上需要派人巡视，以保证设备的齐备率；路灯发生故障时，检修人员无法确定路灯精确位置；管理人员对路灯无法进行分时段控制、无法监控路灯整体状态；路灯保持常亮状态效率低、不节能；智能化水平低，无法进行数据挖掘和分析等。

目前市面上的智慧路灯建设产品质量良莠不齐，大多采用以新换旧方案将传统路灯完全替换为新型智慧路灯，路灯功能冗余繁多昂贵， “一次配置终身使用”，软硬件升级不方便，不能因地制宜，具有很大局限性。

针对以上问题，必创科技团队设计出基于 AIoT 技术的城市道路智慧路灯监控系统，针对路灯管理难和电能功耗大这一社会痛点，设计低成本路灯节点控制模块，实现精准、高效、节能、智能的城市照明。

基于 AIoT 技术的城市道路智慧路灯监控系统包括感知层、网络层和应用层。感知层由单独的路灯控制模块和 NB-IoT 终端构成。道路上的每个路灯都安装 1 个路灯控制模块，路灯控制模块管理路灯的开关、负责数据信息的采集和监控路灯的运行状态，它通过 NB-IoT 网络与 NB-IoT 终端进行无线通信；网路层由 NB-IoT 基站和 Internet 网络构成，Internet 网络主要应用 4G 的 LTE 平台，将感知层路灯节点状态上传到华为物联网平台，同时将应用层（手机应用和 PC 应用）的控制命令传下发感知层，基于华为云机器学习服务，搭建路灯节点使用状态的分析模型；应用层由开发者设计应用程序（手机应用和 PC 应用），通过华为云实现路灯节点传感信息获取和节点状态联动控制，使用华为云训练的机器学习模型，实现路灯节点城市画像分析。

本系统设计方案具有以下优势：

1) 对路灯的控制上，采用分时段的 3 种控制策略，可以实现分时间段控制道路两侧路灯全亮模式、自动调整模式（根据环境光照强弱或电压电流阈值）、终端联控模式，在满足照度需求的情况下，实现对电能的节省；

2) 通信方式所采用的是中国电信的 NB-IoT 网络，拓扑简单、部署成本低，NB-IoT 采用 DRX 模式，实现终端的实时在线，这种通信方式更适合静止的和低移动性且需要下发指令的场景；

3) 利用 GPS 地理信息管理系统，可以在手机 APP、微信小程序 PC 应用和 Web 平台界面上直观定位每个路灯的位置，便于维修人员确定故障路灯地址、及时维修；

4) 高精度数据采集与通信技术，可采集路灯节点工作状态、电压、电流、功率、功率因数、耗电量、产生二氧化碳、频率、环境光照度和路灯状态数据 10 种传感数据，数据精度达到小数点后两位；

5) 使用 AIoT 技术，对海量路灯节点数据进行挖掘分析，建立城市道路路灯节点画像分析。

总之，基于 AIoT 技术的城市道路智慧路灯监控系统有着广阔的前景和宽广的需求。