NB-IOT智慧路燈物聯網解決方案（32頁）.pdf

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1、NB-IOT 智慧路燈物聯網解決方案隨著物聯網、下一代互聯網、云計算等新一代信息技術的廣泛應用，智慧城市已成為必 然趨勢。近年來，智慧城市新政頻出，我國多個城市掀起了智慧城市建設高潮。政府出臺了 一系列政策措施推進智慧城市建設，智慧路燈作為智慧城市建設中的重要組成部分，預計未 來仍然會得到政策支持。巨大的電能消耗巨大的電能消耗傳統路燈照明方式的挑戰高維護成本高維護成本 傳統路燈的能耗巨大 管理不善造成的電能浪費 惡劣天氣無法適時的開燈，造成安全風險 和市民的投訴 故障難以定位 高昂的維護人力成本安全風險安全風險智慧照明，是智慧城市的重要組成部分。它應用城市傳感器、電力線載波/ZIGBEE 通信

2、技術和無線 GPRS/CDMA 通信技術等，將城市中的路燈串聯起來，形成物聯網，實現對路燈的遠程集中控制與管理，具有根據車流量、時間、天氣情況等條件設定方案自動調節亮 度、遠程照明控制、故障主動報警、燈具線纜防盜、遠程抄表等功能；智慧路燈可以有效控 制能源消耗，大幅節省電力資源，提升公共照明管理水平，降低維護和管理成本并利用計算 等信息處理技術對海量感知信息進行處理和分析，對包括民生、環境、公共安全等在內的各 種需求做出智能化響應和智能化決策支持，使得城市道路照明達到“智慧”狀態。傳統路燈,巨大的能源消耗照明 20%其他 80%其他 照明方式70%路燈 30%路燈占據了全球能源消耗總量的6%！

3、全球總用電量20900TWh*來源：國際能源署2016年統計報告)全球路燈用電總量1250TWh比印度全國的發電量還高!系統以智能照明控制管理為基礎，提供開關燈時間的精確控制方案，協助用戶制定分時、分區、分季節、分路段的開關燈計劃，以單燈控制器為終端管理手段，提供單燈節能控制方案，實現30%以上的節能，并且能有效的減少亮燈時間，延長燈具壽命。單燈控制方案借助于單燈控制器，系統可以對每盞燈進行監控，系統可以根據人流、車流、天氣等環境條件設定合理的開關燈方案，在保證照明的前提下進行單燈節能控制。手動單燈控制手動控制可以實現對單個或一條道路上的多個路燈進行靈活、簡便的控制。傳統路燈,巨大的能源消耗高

4、壓鈉燈LED燈典型功耗400瓦150瓦耗電量/天(按12小時工作時間)4.8度1.8度電費/年(按0.8/度)1400元!525元!路燈累計消耗的電費，遠遠高于路燈本身的價格！系統通過遙測功能來獲取路燈設施的運行參數信息。主要參數包括：三相電壓、三相電流、功率因數、有功功率、無功功率、支路電流等。監控中心有周期自動巡測機制，系統按設定的時間周期自動進行巡測，同時系統也允許監控人員隨時進行手動巡測。2.1.3.3遙信功能遙信功能系統通過遙信功能可以直接獲取路燈設施的運行狀態，一旦發現某個狀態發生異常，會在第一時間將異常信息發送給監控中心。智能管理節能減排城市公共照明系統不僅需要為城市交通提供照明

5、光源，更承擔起城市形象的職責。因此，隨著城市規模的擴大，尋求高效管理、節能減排的新型城市智能照明方案迫在眉捷。隨著社會經濟的不斷發展，能源短缺已經成為日益制約經濟發展的嚴重障礙，其中電力短缺已成為制約國民經濟發展的突出 矛盾。目前我國照明消耗的電能約占電力生產總量的 10%-20%，而城市公共照明在照明耗電中占比高達 30%，節能減排責任重大。城市照明建設方案需求2.1.3.5查詢統計分析功能查詢統計分析功能系統數據分為兩種：運行參數數據、統計分析數據，這兩種數據的展示方式有所區別，其中運行參數數據一般用數據報表的方式展示，而統計分析數據則可使用報表、圖形（曲線圖、柱狀圖、餅圖）等方式展示。2

6、.1.3.6衛星自動校時功能衛星自動校時功能(GPS)通過安裝在監控中心的GPS設備采集衛星基準時間與服務器時間校對，保證監控中心所有服務器時鐘的準確性和一致性。監控中心定時給智能監控終端發送校時指令，從而確保監控中心和智能監控終端時間的準確性和一致性。傳統城市照明方案存在的問題123系統缺陷1、無遠程控制2、無實時控制3、無單點管理4、無集中式管理5、無數據監測管理管理困難隱患1、能源浪費2、故障無預警3、故障排除之后4、道路安全隱患5、設備易被盜竊6、亮燈率及節能成效無法量化1、無法實時操控2、巡檢人員繁忙3、巡檢周期長4、數據采集分析困難NB-IOT智慧路燈物聯網解決方案傳統路燈的挑戰1

7、23 目錄目錄 ContentsNB-IOT智慧路燈 優勢NB-IOT智慧路燈 方案效益及拓展4智慧路燈建設方案功能需求 面對當前傳統路燈在能耗、監控和管理上的弊端，希望能通過技術手段實現更靈活的控制、更智能的監控和更高效的 管理，最終滿足節能減排、智慧城市的建設需要。更智能地監控更靈活地控制更高效的管理路燈自動返回自身工作情況（開啟或關閉）系統可實時監測出損壞路燈，并及時向后臺人員上報損壞路燈信息（比如位置信息）。遠程單燈控制在無人控制的情況下，路燈可根據當前時間自動實現開啟與關閉操作車流量小的時間段內，路燈可根據用戶設置的節能策略，實現奇數燈亮、偶數燈亮、隔燈亮等多種節能方式。用戶通過 W

8、eb 或 App 交互方式，足不出戶就可讓路燈按預期的節能模式進行工作用戶通過 Web 或App 交互方式，足不出戶就可獲知城市路燈的工作情況（開啟或關閉、損壞與否）系統可分析、統計每盞路燈、每條街道、每個片區的能耗數據，為城市建設規劃提供大數據依據。智慧路燈方案系統組網方式NB-IoT 基于中國移動通信蜂窩網絡，通信距離長、覆蓋范圍大，可提供電信級服務質量保障(QoS)。在 NB-IoT 網絡架構下，智慧照明由感知層路燈監控智能終端設備、NB-IoT 網絡及監控中心（移動企業云端平臺）3 個部分組成，網絡結構和通信協議清晰、簡單，不需要集中網關，減少通信環節和故障點，提高了穩定性和可靠性。每

9、個終端設備獨立自主運行，節能方案設置更為簡便、自由，控制更為靈活。智慧路燈方案系統組網方式中國移動NB-IOT物聯網技術物理層應用移動物聯網云端移動物聯網云端路燈控制器NB-IOT組網方式，單燈控制、傳感安全可靠的數據加密內置控制策略動態調光控制計量和告警功能集成亮度傳感器亮點電壓:100-265V AC,通信方式:中國移動NB-IOT/LTE調光信號輸出:010V DC工作溫度:-40C +65C功耗1.5W加密方式:AES-128內置GPS(高配版)規格智慧路燈控制器LED驅動器符合ANSI C136.41的路燈控制器220V交流輸入220V交流輸出(提供給LED驅動器)直流調光信號(01

10、0V,提供給LED驅動器)燈頂部的ANSI底座智慧路燈控制器解決方案亮點:易于部署零部署成本，直接插入底座即可零布線，全無線通信方式零配置，移動企業云平臺自動組網ANSI控制器含ANSI底座的路燈即插即用通用零通用性強，與路燈解耦和，只要符合標準的路燈就可以使用智慧路燈控制器NB-IOT（窄帶物聯網技術）優勢 智能路燈承載著城市安全、節能和高效運維管理的愿望，已經走過了7年多的發展歷程。目前，使用在智能路燈的互聯技術主要有PLC、ZigBee等，這些技術無法滿足隨處分布的路燈“互聯”需求，是智能路燈仍然未能規?；渴鸬年P鍵原因之一。第一，PLC、ZigBee這些技術需要自行建網，涉及勘測、規劃

11、、運輸、安裝、調測和優化等環節，并且建網后需自行維護，因而使用上不便捷、不高效。第二，使用PLC、ZigBee等技術部署的網絡覆蓋差、易受干擾、信號不可靠，導致接入成功率低或連接易掉線，如：ZigBee使用免授權頻譜，同頻干擾大，信號很不可靠，并且發射功率受限制，覆蓋也較差；而PLC電力線載波常存在較多諧波，信號衰減快，使PLC信號不穩定，可靠性差。第三，這些技術要么老舊需換代，要么為私有技術，開放性差。如：PLC雖然是較早推出的物聯技術，但存在著難以突破的技術瓶頸，如難以跨越配電柜以擴大集中控制器的控制范圍，因此技術演進上也受限。移動企業云端平臺建設路燈地理信息系統，實現資源管理精細化以智能

12、監控為理念，打造指揮調度和應急處置能力通過全面普查、編碼和定位，形成直觀可視、圖表結合、條理清晰、條塊合理的城市照明空間數據檔案，以地理信息系統(GIS)為基礎，實現精細化、可視化、動態化管理。同時，燈桿標牌可為公安 110 報警、城市應急指揮等提供定位信息，實現燈桿定位，助力城市維穩，提升路燈價值?；谥悄鼙O控理念，以“三遙”（遙控、遙測、遙信）功能為主要手段，實現路燈、樓宇亮化等公共照明設施的一體化、集中化和智能化監控管理，保障城市照明需求。采用單燈控制技術，構建路燈物聯網，精準控制每一盞路燈，在保證照明需求的前提下，根據季節、路段、天氣、特殊場合等條件設定路燈運行方案，真正實現“按需照明

13、”，深化節能減排。移動企業云端平臺構建單燈控制物聯網，實現節能管控精準化實現運維服務主動化，降本增效、解放人力通過單燈“在線巡測”，及時發現路燈故障并在地圖上進行精準定位，轉變“人工巡檢、熱線報修”的傳統運維方式，實現定向運維、主動服務，減輕勞動強度，提高路燈運維效率，降低運維成本。根據設定的照明控制計劃自動調節燈的開關、亮度.網關自動根據輸入的經緯度，計算日出日落 時間，符合當地實際情況實現按需照明，最大程度節省能耗場景描述日落后人、車較多時：100%亮度晚上人、車較少時 50%亮度午夜后，街道幾乎無人、車時50%亮度，間隔亮燈智慧路燈應用場景1:日常開關/調光控制可以設置特殊的照明控制策略

14、，在節假 日期間或者人流量較大的地段，實現區 別性的照明計劃與其他系統聯動，在事故發生地段加強 照明亮度實時指定某些地段的照明亮度場景描述智慧路燈應用場景 2:特殊日期和地點傳統路燈通過人工或者定時器按照固定 的時間計劃控制當遭遇暴雨等惡劣天氣時無法靈活的、及時的提供照明，造成道路安全風險NB-IOT智慧路燈物聯網方案，控制器集成了亮 度傳感器，在低于設定的亮度閾值時自 動開啟路燈提升了惡劣天氣下的道路安全性，提高 了市民的滿意度場景描述傳統控制方式無法 實現基于亮度的自 動控制NB-IOT智慧路燈解決方案智慧路燈應用場景 3:惡劣天氣時自動調節亮度探測到路燈故障(電壓電流異常)自動發送告警信

15、息安排維修計劃，通知維護人員現場檢修路燈恢復工作智慧路燈應用場景 4:路燈故障告警NB-IOT智慧路燈物聯網解決方案傳統路燈的挑戰123 目錄目錄 ContentsNB-IOT智慧路燈 優勢NB-IOT智慧路燈 方案效益及拓展4照明燈具控制設備移動終端應用智慧城市照明管理平臺外擴傳感器 NB-IoT 智慧路燈移動云系統采用 NB-IoT 無線通信、物聯網、移動互聯網等創新技術成果，支持公共照明 LED 燈具的遙控、遙測、遙信、遙調，具備遠程控制、主動告警和智能調控等功能。系統實現了公共照明的信息化和智能化管理，達到降低運維成本和 節能減排的效果，是智慧城市建設的典型應用。智慧路燈 城市照明 遠

16、程管理 主動告警 智能調控 智能管理數據統計地理信息視頻圖像處理環境傳感器 光照變送器 集中控制器 單燈控制器 雙燈控制器平板電腦筆記本手機智慧路燈方案優勢：NB-IOT定時控制狀態監控故障報警 線路防盜環境采集數據儲存 NB-IoT 物聯網智慧路燈管理系統平臺界面智慧路燈方案優勢：移動企業云端平臺遠程調光切換調節有效記錄數據查看照明自檢按需調光一體化管控有效節約城市照明支出LED 綠色照明節能環保 節能減排、綠色照明 100%黃昏半夜后半夜凌晨時間功率輸出全程滿功率全智能PWM調光（省40%以上）半夜半功率（省25%）后半夜1/4功率（省31.25%）智慧路燈方案優勢：智慧節能任一盞、一路或

17、某自定義組路燈的開關調光控制 任一盞、一路或某自定義組路燈的光線調節 數據采集 定時控制定時控制如定時開關燈、分時段調光等 大氣顆粒物、溫濕度、積水、光照等多種環境數據采集 開關控制 數據報表生成電能、亮燈率等分析曲線和報表數據儲存 記錄監控系統中各設備的操作和執行歷史、運行狀態及相關數據狀態查詢 查詢路燈狀態、電流電壓、電量等數據 故障報警 對路燈故障、操作無響應情況顯示報警 智慧路燈方案優勢：人性化、智能化功能設計通過上位機軟件實現對所有路燈的實時遠程控制。遙控遙測隨時獲得各節點和單燈的開關狀態和報警信息。遙信實現對配電箱或者路燈的遠程實時調節。遙調控制器在信號不暢時，可自主運行。自主運行

18、支持上位機軟件、手機、平板電腦多種客戶端控制方式。多種客戶端實現路燈運行狀況的自行檢測，包括電流、電壓等工作參數。智慧路燈方案優勢：功能亮點NB-IOT智慧路燈物聯網解決方案傳統路燈的挑戰123 目錄目錄 ContentsNB-IOT智慧路燈 優勢NB-IOT智慧路燈 方案效益及拓展4更低的能源消耗降低高達40%的能耗更低的維護成本降低90%的維護人力成本更低的溫室氣體排放降低能耗，降低CO2排放60%智慧路燈方案效益：給客戶帶來的價值移動互聯網時代，人們離不開手機，更離不開網絡。因為方便快捷，Wi-Fi 成為現代人上網的主要方式之一。新華區政府信息化項目為貫徹落實中共中央國務院關于印發國家

19、新型城鎮化規劃（2014-2020）的通知和國務院關于促進信息消費擴大內需的若干意見的有關要求，在新華區政府的主導下，建設了“無線城市、智慧新華”項目。根據規劃，此番免費 Wi-Fi 鋪設共涉及一至三期規劃：第一期工程覆蓋區域主要有礦工路與建設路之間的體育路、中興路、開源路，開源路與 體育路之間的礦工路與建設路，和平路以及中興路與開源路之間的優越路，基本上形成了一 個“田”字，已于 2015 年 7 月份試運行。路燈 控制垃圾桶 監測車流量 傳感器空氣質量 傳感器停車傳感器交通環境監測能源管理其他應用移動物聯網云端移動物聯網云端智慧路燈方案拓展：從路燈物聯網，到城市物聯網WiFi 作為互聯網商

20、業入口，通過免費 WiFi，逐步建立全國 WiFi 廣告聯盟，當用戶發展到一定數量后，輪播商業廣告。各城市逐步由優秀代理商牽頭，組建成立營銷中心，負責O2O 入口、廣告傳媒運營、大數據等業務。用戶免費使用無線城市互聯網服務，第三方運營機構用免費的思維快速發展用戶，通過 廣告傳媒和數據增值業務獲得可持續發展、持續盈利。大數據大數據通過收集使用無線網絡的用戶的使用習慣和訪問網站的類型，分析后提供不同服務。通 過組建 O2O 營銷中心，進行精準廣告投放。1、在 WIFI 登陸頁面同時植入商家的宣傳廣告，也可出售該廣告位，帶來額外的持續收入；2、在廣告頁面上用醒目字體打上商家的“廣告語”或“商家名稱”

21、，顧客在登陸頁面 輸入該“廣告語”或“商家名稱”獲取無線網服務，達到強化廣告宣傳效果的目的。Confidential 2014 iSoftStone Holdings Limited.All Rights Reserved.環境監測服務網絡接入服務媒體廣告服務定位導航服務道路監管服務城市自助服務更多服務智慧路燈智慧路燈方案拓展：新型化智慧路燈建設系統通過遙測功能來獲取路燈設施的運行參數信息。主要參數包括：三相電壓、三相電流、功率因數、有功功率、無功功率、支路電流等。監控中心有周期自動巡測機制，系統按設定的時間周期自動進行巡測，同時系統也允許監控人員隨時進行手動巡測。2.1.3.3遙信功能遙信功

22、能系統通過遙信功能可以直接獲取路燈設施的運行狀態，一旦發現某個狀態發生異常，會在第一時間將異常信息發送給監控中心。2.1.3.4遙調功能遙調功能系統通過遙調功能可以實現對遠程監控終端的管理，可以調整監控終端的工作狀態和工作參數，以便對路燈設施進行更好的監控和管理。2.1.3.5查詢統計分析功能查詢統計分析功能系統數據分為兩種：運行參數數據、統計分析數據，這兩種數據的展示方式有所區別，其中運行參數數據一般用數據報表的方式展示，而統計分析數據則可使用報表、圖形（曲線圖、柱狀圖、餅圖）等方式展示。節能效果數據分析亮度檔位100%75%50%功率150W110W90W100%100%75%75%50%

23、50%17:3021:30 00:00 05:0006:3017:3021:30 00:00 05:0006:30開關開關無節能控制的LED路燈23.6%節能控制下的LED路燈每天每盞燈1.95度電每天每盞燈1.49度電如果執行更為嚴格的控制策略，如在午夜時 “隔一亮一”:35%通過防止管理不善造成的能源浪費:10%如白天的時候開燈節能效果最高降低45%路燈電能消耗通過節能控制，每年每盞燈節省約300元電費維護人力成本降低接近90%2-3年內收回投資智慧路燈方案效益：節能效果分析預測城市照明移動監控系統是基于手機操作系統集單燈控制、設備運行監控、線路檢測、故障報警、人員定位等功能為一體的路燈移

24、動管理平臺。系統的使用不受時間、地點、空間限制，有效解決路燈管理人員不在監控中心的情況下實現應急調控、設備檢修人員能夠在現場檢測故障路燈的修復情況等問題，有助于突發事件現場快速處置，實現“零距離”應急處理和指揮。系統的應用將會使城市照明管理工作變得更方便快捷，巡檢服務隊伍的工作效率得到顯著提高。功能介紹遙控功能:通過移動終端可以在權限內控制任一或全部監控終端開關燈。遙測功能:通過移動終端能夠對電流、電壓、功率因素、用電量、接觸器狀態、短路、開路等數據進行檢測，并將檢測結果發回監控中心。遙信功能:通過移動終端可以查看監控終端的報警信息或接收故障參數系統報警數據有兩種來源：遙測數據、遙信數據，通過分析遙測、遙信數據，可以檢測設備運行狀態異常并產生報警記錄，產生的報警記錄會永久保存，以供查詢、統計、分析；同時，報警信息會通過多種方式（短信、聲音、信息提示窗口）告知用戶。2.1.3.8系統安全管理系統安全管理為了規范系統操作，增強系統的安全性，系統采用了嚴格的安全管理措施。系統定義了多種用戶角色，每種角色都有自己獨立的操作權限和用戶界面，用戶登錄系統后只能完成權限允許的各種操作。用戶登錄系統后的所有操作都要記錄日志，并永久保存，以便在發生異常操作時追溯問題，明確責任。為了保證業務數據的完整性和安全性，在保存和傳輸業務數據時要對數據加密。