2019-11-12
路灯照明是人们日常生活中必不可少的公共设施。据了解，当前我国路灯照明耗电量约占总 量的15%。
面对供电的紧张局面，传统的替换光源的节能方式已经不能满足大范围节电的需求；而且人工定期调时开关、路灯巡查也是一项需要耗费大量人力物力的工作，如何更有效率的提高管理手段和采用智能化手段实现按需照明，已经成为城市建设管理部门关注的焦点。
目前，全国已有多座城市开始智能照明管理系统的试点工作，采取城市照明管理系统的城市（县）已达263个，覆盖率22.42%。随着城市照明行业的持续发展，将有更多的城市采用城市智能化控制系统。
城市智能照明主要应用在道路照明和景观亮化方面，公园广场、学校社区等区域照明的智能化监控市场尚处在刚刚启动的阶段，智能照明市场未来的增长还有很大的空间。
| 现状 | 问题 |
|---|---|
| 手动、光控、钟控 | 易受季节、天气自然环境和人为因素影响，经常该亮时不亮，该灭时 不灭，造成能源浪费和财政负担。 |
| 无法远程修改 开关灯时间 | 不能根据实际情况（天气突变，重大事件，节日）及时校时和修改开 关灯时间，也无法进行LED 灯调光，无法实现二次节能。 |
| 不具备路灯 状态监测 | 故障依据主要来源于巡视人员上报和市民投诉，缺乏主动性、及时性和可靠性，不能实时、准确、全面地监控全城的路灯运行状况。 |
| 普通人工巡检 | 管理部门缺乏统一调度的能力，只能以逐个配电柜为单元进行调整 ， 不仅费时费力，而且增加了人为误操作的可能性。 |
| 设备易丢失 故障无法定位 | 无法准确发现电缆盗割、灯头被盗和断路，一旦出现以上情况将带来 巨大的经济损失，同时影响市民的正常生活及出行安全。 |
通过照明智控平台 和 路灯智控硬件，对路灯、夜景、 隧道灯等公共照明实行统一管理，达到照明远程监测、智能管控、防盗防窃电的“三位一体”成效
现场设备安装实施过程中，无须改造和加装线路；系统部署快捷方便。实现改造快速完工，立即投入使用 的目标。
设备及系统运行稳定，远程 控制方便快捷，有效提高运维管理水平并保证亮灯率， 进而减少了运营费用支出。
防盗、故障提示、告警、数据分析等 管理手段丰富、合理人性化，提高了路灯 资产管理水平、提升道路照明安全。
根据按需照明的原则，定时调光，综合节电率超过20%
“智慧路灯”是未来城市物联网的重要信息采集，路灯智能物联管理平台的建设，是智慧城市的一个重要 组成部分，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。
路灯智能物联管理平台在未来将产生智慧城市所需的各种大数据，这些数据可与政府内部的交通系统、 警务管理系统、财政管理系统和采购管理系统进行交互，为智慧城市的大数据应用提供多种数据支持。
以人为本是智慧城市、智慧市政建设的精髓，智慧城市核心是构筑面向市民的泛在的、机会均等的城市 服务，基于智慧城市照明的路灯智能物联管理平台，符合日常民生所需，减少因路灯故障造成的人民人身财 产损失，做到真正的以人为本的城市服务 。
√资产地理分布
√资产规格明细
√资产设备台账
√监控中心/手机/电脑
√数据实时检测与控制
√定时调光
√人工控制
√传感器干预控制
√采集能耗数据并生成报表
√采集电气数据并生成报表
√数据无缝对接智慧城市管理平台
当光源、电器、单灯控制器出现异常时告警
当电流、电压、负载超过设定的上下限时告警
当电缆损坏时发出警报
用电数据与历史用电数据的平均值不符，且相差较大时发出警报
物联网路灯远控系统，是以地理信息系统（GIS）平台为基础，融合大数据、云计算、微电子等技术，实现路灯及能耗智慧化管理的系统平台。目前的主流技术共有以下四种：
四种主流方案中，出现最早并取得大规模应用的是PLC（power line carrier电力线载波）技术，其在国内的发展历程主要得益与智能抄表的推广和普及，90%的智能电表均采用PLC技术；
ZIGBEE技术1998年推出，是作为蓝牙技术的补充而生，在低功耗短距离传输的环境下应用，主要应用在智能家居等短距离、低频触发的领域，近年来也有部分产品在路灯的远控中应用；
sub1g是LPWAN技术的一种，主要运行在433/868、915这三个免费频段，其特点是传射能力强，传送距离远，但由于其需要搭配内置天线使用，故而在路灯中应用不多；
NBIOT技术是最新一代的无线通讯技术，在远控路灯的构架里，它与其他三种技术的最大区别是NBIOT不需要中间数据采集层（几种控制器），可以直接与云端设备连接，缺点是需要三大运营商的网络覆盖和负担高昂的单灯通讯费用(每一盏灯都需要安装一张物联网手机卡，每个月缴纳通讯费)
在NBIOT的系统构架里，单灯控制器通过内置的NBIOT通讯模块，直接与云端服务器相连，它省略了传统路灯远控系统中的中间层硬件设备：“集中控制器”，所有的数据以M2M的方式通过云端处理后直接与终端控制设备（单灯控制器）交互，这是与其他所有路灯远控方案的最大区别。
NBIOT模块我们可以把它理解成为给硬件设备配置的电话卡，事实上它也确实需要每个设备上搭配一张特殊的手机卡(ESIM卡)，部署它有两个先决条件，1是该地区已经有支持NBIOT的基站覆盖，2是终端用户愿意负担这笔额外的通讯费用支出。
在传统的路灯控制系统（PLC,SUB1G,ZIGBEE）中，所有的单灯控制器所采集到的数据，通过各自的通讯协议（PLC,SUB1G,ZIGBEE）统一的传给该“区段”的集中控制器，集中控制器得到信息经过编译后通过GPRS/CDMA（也就是2G/3G/4G的手机卡，将来也可以支持5G手机卡）发给云端的服务器进行分析和汇总存储，这是数据上行的路线；数据下行的路线是管理员发送命令，通过云端服务器的GPRS/CDMA（还是手机卡）下发到集中控制器里，集中控制器进行编译，处理成单灯控制器可以理解的命令后，通过PLC,SUB1G,ZIGBEE中的一种通讯方式发给单灯控制器。 集中控制器在“上行”和“下行”的过程中扮演着一个中转站和翻译员的角色，但除了可以承担以上两种职能之外，集中控制器其实还有几个更加重要的功能，就是电网的支路控制，三相四线制配线中变电柜的电流电压等电参数数据采集，和云端开关灯策略本地保存并确保脱机可运行的功能。所以从这个意义来讲，NBIOT使用直接通信的方式去除了集中控制器，对路灯远控系统的应用而言并没有带来任何好处，而且削弱了部分功能并大幅度的增加了通讯（手机卡）费用。
电力线载波通信（power line carrier communication）以输电线路为载波信号的传输媒介的电力系统通信。由于输电线路具备十分牢固的支撑结构，并架设 3条以上的导体（一般有三相良导体及一或两根架空地线），所以输电线输送工频电流的同时，用之传送载波信号，既经济又十分可靠。这种综合利用早已成为世界上所有电力部门优先采用的特有通信手段。全世界的绝大多数智能电表，都是使用PLC技术进行远程抄表，它也是当前路灯远控的所有方案中，唯一一个是有着亿万台设备大规模集群使用案例的成熟技术
ZigBee和SUB1G技术都是一种低复杂度、低功耗、低速率、双向无线通讯技术。主要用于功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。区别在与SUB1G主要用于长距离传输，而ZIGBEE用于短距离传输。
由左侧和上面的图示，可以清楚的看到，ZIGBEE，sub1G与PLC三者的系统拓扑结构完全一致，上层和中层通讯所需的硬件和传输制式完全相同，均采用GPRS/CDMA，底层单灯控制器与集中控制器之间采用可采用PLC/SUB1G/ZIGBEE无线通讯。
由左侧表可见，ZIGBEE在与SUB1G（SUBGHz）相比各有优缺点，就路灯环境而言，两种技术方案均可部分的满足路灯使用需求，但在大规模集群应用环境下，ZIGBEE和SUB1G的并发能力稍有欠缺，而且ZIGBEE需要外置天线，部分灯具无法满足该条件。
路灯远控系统作为城市管理的重要组成部分，是关系到国计民生、出行安全的大事，在方案选择时首先应确保系统的成熟稳定性和可靠性，其次追求系统的效率和成本。NB-IOT作为新兴的通讯技术，可靠性还有待观察，其一机一卡的硬件配置方式所产生的大额资费，也阻碍了在路灯照明中的推广，因此不建议在远控系统中使用NB-IOT作为通讯条件。
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