1.背景

智慧灯杆（又称多功能智慧杆）是集建筑物传感器监测、智能照明、视频采集、移动通信、交通管理、环境监测、气象监测、无线电监测、应急求助、信息交互等诸多功能于一体的复合型公共基础设施，是未来构建新型智慧城市全面感知网络的重要载体。利用多功能智能杆的一体化集成设计，加载不同的信息化设备及配件，实现信息设备之间的互联互通，可有效利用资源，减少重复投资。将多功能智能杆建设成为可以被广泛应用的信息基础设施是一种必要且可行的选择。

以5G基建为首的中国七大“新基建”被列为2020年基础设施建设的重点，并成为社会关注的热词。目前多省市也相继出台政策，明确提出会加快智慧灯杆建设项目。

在国家战略发展和新基建浪潮下，智慧路灯作为5G基站、新能源汽车充电桩、物联网等集约高效、绿色环保硬件平台，作为智慧城市、人工智能广泛分布的“神经网元”，2020年中国智慧灯杆等基础建设将进入全新发展阶段。

智慧灯杆不仅仅是硬件的简单聚合，还包含了软件的协同应用，研发周期较长，前期投入较大，对企业研发实力较具考验。其中较为核心是智能网关，它是智慧灯杆的心脏，下接各功能设备，上接管理云平台。

2.智能网关设计要求

智慧灯杆采用工业级智能网关，智能网关提供智能设备的代理功能，向管理平台提供服务，上级域为管理平台，子结点为各功能设备。智能网关和智慧灯杆管理平台之间可通过有线或无线传输。杆和杆之间的智能网关可组成局域网，也可通过有线或无线方式通信。智能网关单元应满足以下要求：

1) 实时监测查询杆体上挂载设备的运行状态并定期上报至管理平台，支持设备故障远程告警；

2) 建立远程设备的安全网络服务，实现对挂载设备的远程集中管理及维护，可支持用户通过安全通道对设备进行远程诊断、调试、升级；

3) 具备对挂载设备的合法接入控制，对挂载设备进行身份认证及鉴权；

4) 数据传输进行软件或硬件加密，采用国家密码局认定的国产密码算法，兼容目前国际主流的加密算法；

5) 满足信息安全等级保护二级相关要求；

6) 支持时钟获取、保持和校时功能。应从NTP或者PTP IEEE1588获取网络时钟源，可支持GPS、北斗卫星时钟源；具备时钟保持功能，时钟电池后备时间不应少于3年；支持远程重启、自动和手动校时功能；

7) 支持不同接口类型挂载设备接入，应至少支持2路千兆以太网光接口、8路GE网口、4路RS485/RS232接口；可支持AI/AO接口、DI/DO接口、PWM、PCIE接口、USB接口、CAN总线接口等；其中，DI/DO接口支持干湿节点转换及12V/5V电源输出口、RJ45网口支持POE供电功能；

8) 智能网关应具有良好的协议兼容性，其中北向接口支持HTTP、SOAP、MQTT、COAP等主流协议，南向接口支持Modbus、OPC、BACNET、MQTT、HTTP、ONVIF等主流协议方式；

9) 电磁兼容性应符合GB/T17626.2-2006、GB/T 17626.5-2008 、GB/T 17626.6-2008中的3级指标要求；

10) 应满足工业级宽温湿度环境要求：工作温度-20°～70°，湿度5%～95%（无凝露），IP等级满足IP54以上(可通过插框或模块整体防护实现)；盐雾防护等级应满足GB/T10125-2012、GB/T6461-2002相关要求；

11) 应具备本地网络管理功能，能去中心化后独立管理单根杆/多根杆的所有挂载设备，实现挂载设备间互联互通、事件联动、离线规则管理；智能网关之间可自协商主备管理、数据冗余热备、离线规则及事件联动；

12) 应具备完备的操作日志保存和日志管理功能，对智能网关的设置、修改、资料删除等进行完整记录；日志禁止修改、删除，保存时间不少于6个月；

13) 支持双电源冗余供电，可支持选择单电源工作模式或者双电源工作模式；

14) 应采用全市统一的编码方式统筹管理；

15) 应支持对照明、监控视频、信息发布、环境监测、气象监测、公共广播、一键呼叫、无线电监测等挂载设备的接入和控制；

16) 应支持扩展和兼容无线通信终端模组；

17) 宜具备本地存储功能和本地计算功能，本地存储容量不小于16 GB，CPU配置不低于4核主频600MHz或者2核主频1 GHz；去中心化后能独立存储和处理所有挂载设备至少7天的的相关数据，数据类型包括：配置数据、告警数据、状态数据、业务应用数据（除视频）、事件录像、音视频节目内容等；

18) 可支持扩展GPS/北斗定位功能，预留外接GPS/北斗天线接口；

19) 可支持对接运营商动环相关设备及管理系统；

20) 可支持挂壁式安装、DIN导轨式安装，或其它内置安装方式。

3.硬件介绍

硬件主控板主控处理单元采用四核Cortex-A72设计，内存支持4GB或以上，存储支持8GB或以上，操作系统支持Linux 64位版本。硬件协处理单元采用单核Cortex-A7，内存支持256MB/512MB，存储支持256MB~8GB或更高，操作系统支持Linux32位版本。主处理单元负责视频信息、网络数据、网络通讯、加密、大数据存储、边缘计算等工作，协处理单元负责IO、串口、CAN、Lora等低速接口的数据采集、处理工作。

工作环境

运行温度： -40~75℃（需要机构散热辅助）

环境湿度：85%（无凝露）

测试标准

4.智能网关配置界面

可以通过智能网关配置界面，对设备接入进行配置，配置下行通讯协议，另外软件提供插件接口，方便用户自行编写设备对接协议。上行对接用户云平台，网关提供标准上行协议，也支持用户自定义。