智慧照明，是指采用先进半导体LED光源，利用现代通讯技术、计算机智能化信息处理及节能型电器控制等技术組成的分布式遥测、遥控、遥讯控制系统，实现对室外灯光亮度的强弱调节、灯光软启动、定时控制、场景设置等功能，以实现按需照明和精准配光的目的。同时利用室外照明设备布局，形成城市信息采集、执行的节点，实现智慧城市的决策功能，能够大幅节省电力资源，提升公共照明管理水平，节省维护成本。
　　
　　1、系统结构设计
　　
　　智能感知层是城市照明智慧节能系统的感觉器官，通过各类智能传感器，实时捕捉照明线路覆盖区域的各类信息。采集的信息包括：（1）照明设备各类信息，如：电流、电压、故障信息等；（2）照明使用相关信息，如单位时间内通过人流量、车辆数等；（3）环境参数：光照度、温度、湿度、空气污染物监测、噪声监测等。项目应用集成方便的各类传感器，尽可能充分的采集照明现场的各类信息，从而应用层的大数据处理中心为每一条照明线路甚至细化到某一段照明路线上，推理出精细化、个性化的照明策略。传输层主要实现感知层和应用层的数据双向传输。首先智能感知层的数据采集终端的将采集的数据发送给网关节点，网关节点通过4G网络连接，将采集的设备及环境参数传送到应用层供其处理。应用层可通过传输层发送控制以及各类配置命令，控制照明设置的状态。大数据处理应用层是城市照明系统的“大脑”，智能照明控制策略体现了整个系统的智能化程度。综合利用采集到的各类数据信息及环境参数相关信息，实现大数据分析，并通过所分析的结果反馈到各分支路灯监控终端，实现个性化的自适应调节亮度从而达到节能的目的。同时，可辅助实现实时监测路灯工作状况，提供路灯故障类型报警以及故障地点通知等功能。
　　
　　2、智慧照明系统的关键技术
　　
　　2.1数据中心
　　
　　智慧照明系统，已经从狭义的角度向广义的角度发展和延伸。若多源化、多部门、多类型的数据在前端统一采集后，再按照以往的方式分别传输至各主管部门，那么又造成了 “烟囱”现象的出现，不但增加了整体建设成本，而且影响到部门间数据的互联和互通。结合国家智慧城市的总体部署要求，建议在智慧城市的总体框架下，将所有智慧照明系统所采集到的数据，统一存储至智慧城市数据中心内，或是统一租赁私有云、公有云进行存储和管理。这样各个部门无需再新建机房或扩充机房，极大地降低建设成本，有效地节约了空间资源；同时，更有利于各部门之间数据的充分共享和二次利用。
　　
　　2.2地理信息系统
　　
　　地理信息系统，应充分利用智慧城市所建设的地理信息系统或现有的地理信息系统，智慧照明系统应在此基础上进行二次开发。同时，应充分满足数字化城市管理信息系统和城市市政综合监管信息系统等的相关技术标准，建议地图精度不低于1：500。
　　
　　2.3组网方式
　　
　　单一智慧路灯的组网方式，通常采用 “单灯控制器—集中控制器—中心”的三层架构，每1基路灯设置 1 套单灯控制器，每1公里设置一套集中控制器。其中单灯控制器与集中控制器之间的通信，一般采用电力载波或 Zig Bee 技术；在实际应用中我们推荐采用电力载波的方式。集中控制器与中心之间的通信，一般采用4G无线传输。集成传感器的组网方式，通常采用 “集成传感器—分汇聚点—道路汇聚点—中心”的四层架构，每1基路灯设置1套集成传感器 ( 结合具体功能需求设置具体的传感器类型)，每 5-6 基路灯几何距离最正中的路灯杆设置1个分汇聚点。集成传感器与分汇聚点之间的通信，一般，采用六类非屏蔽双绞线传输。分汇聚点与道路汇聚点之间、道路汇聚点与中心之间的通信，采用光纤传输。基于上述两类设备的组网方式，构建 “单灯控制器 (集成传感器) —分汇聚点 (集中控制器) —道路汇聚点—中心”的四层总体架构。其中单灯控制器与集中控制器之间仍采用电力载波传输，集成传感器与分汇聚点之间仍采用六类非屏蔽双绞线传输；分汇聚点 (集中控制器) 与道路汇聚点之间、道路汇聚点与中心之间的通信，统一采用光纤传输。
　　
　　2.4 供电方式
　　
　　由于照明路灯供电时间一般为晚上和检修时段，而智慧路灯集成的各传感器需全天二十四小时供电，因此，照明路灯与智慧路灯各传感器采用独立供电，电源分别引自路灯控制柜和弱电控制柜。各智慧路灯采用链式供电方式。
　　
　　2.5 视频共享
　　
　　视频共享是指道路外场的摄像机图像可以给多个管理部门进行使用。在智慧照明系统建设过程中，建议各部门的摄像机进行统筹规划、集中布设，这样可以避免摄像机、杆件、基础等的重复建设，降低建设成本，提升城市道路的整体美观度。目前，道路外场的摄像机主要来源于公安、交警、城管、路灯、综治办等部门，各自布设摄像机的位置有相互交叉，也有彼此独立的，公安部门的摄像机主要布设在城市交叉口、公交车站、重要场所出入口；交警部门的摄像机主要布设在城市交叉口、路段；城管部门的摄像机主要布设在商业街道两侧人行道上；路灯部门的摄像机主要布设在城市道路的分隔带上；综治办的摄像机主要布设在城市交叉口、城市主要出入口、重点部位等。在城市交叉口、路段、重要场所出入口，存在多个部门的管理需求高度集中，有利于发挥智慧照明系统的视频共享的整体效用。
　　
　　2.6传感器集成
　　
　　目前，智慧照明系统的传感器，主要包括噪音检测仪、空气检测仪、烟雾感应器、亮度传感器、音柱广播、微波传感器、充电桩等。在厂区门口，设置噪音检测仪和空气检测仪，用于噪音和环境检测。在餐饮店周边道路上，设置空气检测仪和烟雾感应器，用于环境和烟雾检测。在商住混合区域，设置噪音检测仪，用于噪声检测。在道路上，分别设置亮度传感器、音柱广播、微波传感器，用于道路亮度抽样检测、重点区域安防和重点道路交通管理等。在停车场周边道路设置充电桩，用于新能源车辆的充电。
　　
　　2.7 杆件共用
　　
　　智慧照明系统将摄像机、各类传感器与传统的路灯杆件共用，在此基础上，很多城市还将标志牌、信息显示屏与传统的路灯杆件共用。在实际应用中，共用杆件的标志牌、信息显示屏尺寸不宜过大，否则仍会影响到城市的整体美观度。
　　
　　2.8与智慧城管系统衔接
　　
　　智慧照明系统的摄像机、噪音检测仪、空气检测仪、烟雾感应器、微波传感器等图像和数据，通过通信网络传输至智慧城市数据中心内。智慧城管系统通过智慧城市数据中心身份认证后，统一调用相关图像和数据，实现城市乱象监控、积水点监控、噪音检测、环境检测、烟雾检测、人流密度检测等数据共享。同时，智慧城管系统可以通过智慧照明系统的音柱广播、信息显示屏等外延设施，发布城市管理突发事件等语音、文字信息。
　　
　　综上所述“智慧城市”是利用各种通信技术、云计算、物联网等的信息处理及整合，反映出的各项数据，来表现城市整体设施和建设性结果的一种技术性概念，从发展到现在，“智慧城市”基本实现了从理论基础到实践环节的转变，在城市的大街小巷中随处可见智慧城市背景下的各种智能物质基础，例如智慧路灯。本文以智慧城市的发展为背景，首先分析了智慧路灯发展现状和设计的必要性，在此基础上对智慧路灯系统设计具体实施做了初步探究，希望对智慧城市的建设和发展有所促进作用。