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編者按：

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、邊緣計(jì)算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、5G、人工智能等新技術(shù)的飛速發(fā)展，以及I T與OT技術(shù)的進(jìn)一步融合，工業(yè)制造、城市交通、電力能源、農(nóng)業(yè)等各大行業(yè)領(lǐng)域的智慧化發(fā)展已成為必然趨勢(shì)。推進(jìn)各領(lǐng)域向智慧化發(fā)展是一項(xiàng)復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)工程，既需要單一技術(shù)與裝備的突破應(yīng)用，還需要系統(tǒng)化的集成創(chuàng)新。智慧系統(tǒng)解決方案是推廣普及智能化技術(shù)的關(guān)鍵手段，是促進(jìn)各行業(yè)智能化水平提升的核心。

為深化智慧產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進(jìn)一步提升智慧產(chǎn)業(yè)各領(lǐng)域系統(tǒng)解決方案應(yīng)用水平，現(xiàn)由中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)、智能制造推進(jìn)合作創(chuàng)新聯(lián)盟、工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、中國(guó)儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)主辦，《自動(dòng)化博覽》雜志社&控制網(wǎng)（m.ecwang.cn）承辦的2019智慧系統(tǒng)解決方案征集活動(dòng)已正式啟動(dòng)，面向全行業(yè)公開(kāi)征集智慧系統(tǒng)解決方案。本刊特開(kāi)設(shè)智慧系統(tǒng)解決方案專(zhuān)欄，刊發(fā)其中優(yōu)秀的解決方案以饗讀者。

1　解決方案的目標(biāo)和概述

順舟智能智慧路燈解決方案包括多功能智慧燈桿及CCIoT智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)管平臺(tái)兩大部分。智慧燈桿依靠順舟自主研發(fā)的智慧控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)路燈的通訊與控制，搭載多種傳感器，實(shí)現(xiàn)路燈的多種設(shè)備的底層通訊協(xié)議的互通，并保障智慧路燈的遠(yuǎn)程云端控制和本地的自動(dòng)處理功能；CCIoT智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)管平臺(tái)可以實(shí)時(shí)分析和處理任意設(shè)備的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)通訊中斷，及時(shí)響應(yīng)故障報(bào)警。

智慧路燈系統(tǒng)作為智慧城市的關(guān)鍵子系統(tǒng)，運(yùn)用無(wú)線Zigbee、LoRa、NB-IoT等多種物聯(lián)網(wǎng)和IT技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程單燈開(kāi)關(guān)、調(diào)光、檢測(cè)等管控功能，開(kāi)辟了城市照明“管理節(jié)能”的新篇章。

2　系統(tǒng)解決方案介紹

作為智慧城市的基礎(chǔ)設(shè)施，智慧路燈照明是智慧城市的重要組成部分。智慧路燈可以融入信息交互系統(tǒng)和城市網(wǎng)絡(luò)化管理的監(jiān)控體系之中，而且作為重要的信息采集載體，路燈網(wǎng)絡(luò)可以延伸到公共安全監(jiān)控網(wǎng)、Wi-Fi熱點(diǎn)接入網(wǎng)、電子屏信息發(fā)布、道路擁堵監(jiān)測(cè)網(wǎng)、停車(chē)綜合管理網(wǎng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)、充電樁網(wǎng)絡(luò)等，實(shí)現(xiàn)N+網(wǎng)絡(luò)合一的智慧城市綜合載體和智慧城市綜合型管理平臺(tái)。

順舟智慧路燈解決方案結(jié)合特色的綜合監(jiān)管平臺(tái)，不僅擁有基本的智能照明功能，還集信息發(fā)布功能、信息采集功能、信息傳輸和控制功能、綠色新能源充電、環(huán)境監(jiān)測(cè)等于一身，通過(guò)配備的戶(hù)外小間距LED顯示屏、攝像頭、無(wú)線Wi-Fi，可實(shí)現(xiàn)LED路燈照明LED顯示屏顯示、通訊與控制、視頻監(jiān)控、人/物監(jiān)測(cè)、USB應(yīng)急充電和緊急呼叫等不同應(yīng)用。這些多樣化的應(yīng)用使其在節(jié)約能源、環(huán)境友好、事故預(yù)警、公共安全及便民出行等多方面都有很大的用武之地，具有極高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，既可以全面提升和改善社會(huì)效益，又可以作為智慧城市的信息感知終端，支撐起城市物聯(lián)網(wǎng)的全范圍覆蓋。

圖1 智慧路燈運(yùn)行架構(gòu)圖

2.1　硬件系統(tǒng)

順舟智能智慧路燈解決方案硬件部分主要有智慧燈桿載體、CBOX云盒網(wǎng)關(guān)/智盒網(wǎng)關(guān)、多類(lèi)型路燈控制器、控制模組以及多功能氣象傳感器、充電樁、電子顯示屏、音柱、攝像頭等終端設(shè)備。

圖2 重點(diǎn)控制器概覽圖

2.2　軟件系統(tǒng)

順舟智能CCIoT智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)管平臺(tái)整合了路燈、隧道燈、景觀燈、商業(yè)照明、學(xué)校機(jī)關(guān)照明等照明系統(tǒng)，用一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)來(lái)進(jìn)行管理。集中了國(guó)內(nèi)目前監(jiān)控、廣播、無(wú)線覆蓋、路燈、亮化燈等智慧城市監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)秀設(shè)計(jì)思想。綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)信息管理技術(shù)、GPRS移動(dòng)通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)組建技術(shù)、嵌入式自動(dòng)化等先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合我國(guó)目前市政建設(shè)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理現(xiàn)狀，由我公司自行研發(fā)的一種高效、成熟、穩(wěn)定的具有（遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)）功能的數(shù)字式集中測(cè)控系統(tǒng)，在技術(shù)應(yīng)用、技術(shù)實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面均有創(chuàng)新。本系統(tǒng)主要由監(jiān)控管理軟件、遠(yuǎn)程控制終端、GPRS無(wú)線通信終端、監(jiān)控中心構(gòu)成。

它是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)，預(yù)留了各種接入方式，可進(jìn)一步打造智慧城市“云”系統(tǒng)。

圖3 平臺(tái)主頁(yè)展示圖

2.3　系統(tǒng)功能

（1）主動(dòng)問(wèn)詢(xún)功能：監(jiān)控中心可以主動(dòng)查詢(xún)每盞路燈的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電流電壓、電壓、功率、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)；

（2）主動(dòng)控制功能：監(jiān)控中心可以依據(jù)控制權(quán)限控制任意一盞、一組、一個(gè)區(qū)域路燈；并依據(jù)客戶(hù)自己要求，實(shí)現(xiàn)半夜、關(guān)半邊及調(diào)光降功率的控制，以達(dá)到節(jié)能效果等功能；

（3）自動(dòng)光控功能：依據(jù)道路上光照儀采集的光照亮度數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)整道路內(nèi)各不同區(qū)域光照亮度；

（4）報(bào)警功能：通信中斷、燈故障等情況出現(xiàn)時(shí)，監(jiān)控中心有報(bào)警顯示；

（5）地圖功能：在電子地圖上顯示每盞燈的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，并對(duì)每盞燈、每盞路燈遠(yuǎn)程手動(dòng)執(zhí)行開(kāi)關(guān)燈、調(diào)光功能；

（6）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能：現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備和服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)歷史記錄；

（7）數(shù)據(jù)查詢(xún)功能：監(jiān)控中心可以查詢(xún)?nèi)我鈺r(shí)間段路燈數(shù)據(jù)信息；

（8）曲線報(bào)表功能：可以生成電量報(bào)表；

（9）遠(yuǎn)程維護(hù)功能：監(jiān)控設(shè)備中的采集和通信模塊具備遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置和維護(hù)功能；

（10）拓展監(jiān)控功能：系統(tǒng)可自由增減監(jiān)控設(shè)備的數(shù)量；監(jiān)控設(shè)備可以擴(kuò)展其它功能；

（11）信息發(fā)布功能：系統(tǒng)可集聲音，圖像，文字，圖形，視頻為一體，通過(guò)LED屏、音樂(lè)廣播實(shí)現(xiàn)多媒體信息發(fā)布；

（12）USB應(yīng)急充電：解決出門(mén)在外，手機(jī)等數(shù)碼設(shè)備沒(méi)電，造成出行不便，工作無(wú)法繼續(xù)等尷尬場(chǎng)面的難題；

（13）觸摸屏信息查詢(xún)：查詢(xún)周邊道路交通地圖、商業(yè)、餐飲等生活信息。

2.4　系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）依據(jù)道路上光照亮度控制燈具的開(kāi)/關(guān)和亮度，從而可以顯著延長(zhǎng)燈具的有效壽命，減少燈具更換次數(shù)，節(jié)約資源，減少有害氣體污染環(huán)境?？梢赃h(yuǎn)程設(shè)置節(jié)點(diǎn)控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的靈活控制。也大幅降低了電耗，節(jié)約用電，同時(shí)還可以延長(zhǎng)燈源壽命；

（2）根據(jù)天氣情況和實(shí)際光的照度，自動(dòng)控制燈具的開(kāi)/關(guān)和燈具的亮度，如遇不好的天氣時(shí)及時(shí)打開(kāi)路燈，對(duì)于安裝在橋下或道路的路燈，路據(jù)實(shí)測(cè)光強(qiáng)，來(lái)自動(dòng)以最佳的亮度打開(kāi)路燈，提高公眾滿意度，在災(zāi)害天氣使路燈更人性化；

（3）通過(guò)微機(jī)、集中器設(shè)置，防止非授權(quán)人操作，確保斷路器安全可靠。依據(jù)用電情況，可判斷無(wú)人值守的用電設(shè)備運(yùn)行情況。所有運(yùn)行參數(shù)（自動(dòng)通斷電時(shí)間，區(qū)域劃分）可在管理終端隨時(shí)設(shè)置，隨時(shí)啟用，管理方便。

順舟智能配置智慧照明應(yīng)用APP，權(quán)限可分配，功能齊全，操作便捷，進(jìn)一步完善了情景隨時(shí)隨地可視化管理的優(yōu)越功能性。

圖4 智慧照明系統(tǒng)控制APP展示圖

基于智慧路燈的城市物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)全面整合路燈管控、多媒體投放、道路安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、充電管理等多種功能，在保證道路需求的基礎(chǔ)上加強(qiáng)了信息共享的時(shí)效性，通過(guò)管理平臺(tái)可處理道路的突發(fā)狀況，進(jìn)一步提升了城市整體的亮化可控性和運(yùn)維秩序性。

低能耗、高性能是順舟智能智慧照明方案的不懈追求。平臺(tái)系統(tǒng)的高度集成性不僅實(shí)現(xiàn)了多種感知端的信息交互、對(duì)智慧路燈的能耗實(shí)時(shí)管控調(diào)節(jié)，更增加了城市的便利性和安全性，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3　代表性及推廣價(jià)值

3.1　社會(huì)價(jià)值

智慧路燈光源采用LED照明，夜間照射出來(lái)的是柔和的暖白光，并且可以根據(jù)車(chē)流量和天氣狀況自動(dòng)調(diào)光，做到按需照明，比常規(guī)路燈節(jié)能60%以上。而對(duì)于路燈運(yùn)維檢修人員來(lái)說(shuō)，這些路燈每個(gè)單體燈都可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)監(jiān)測(cè)和監(jiān)控，可在電腦上實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到每盞路燈的運(yùn)行情況，省去了人工夜間巡檢的環(huán)節(jié)，大大節(jié)省了他們的工作量。

在燈桿靠近路面的一側(cè)，有一個(gè)巴掌大的小門(mén)，打開(kāi)就是電動(dòng)車(chē)的充電接口，未來(lái)只要通過(guò)手機(jī)APP軟件，就可以定位到可充電路燈桿，隨時(shí)預(yù)約充電，自助充電后可手機(jī)支付。

Wi-Fi開(kāi)通運(yùn)營(yíng)后，市民只要走在路燈桿附近，打開(kāi)手機(jī)的Wi-Fi，就可以搜索到Wi-Fi賬號(hào)，通過(guò)微信登錄可以免費(fèi)使用Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。

在正式運(yùn)營(yíng)后，智慧路燈將作為首都智慧城市建設(shè)采集數(shù)據(jù)的智能終端，并在平安城市建設(shè)、城市信息發(fā)布、突發(fā)事件預(yù)警、便民通訊服務(wù)、環(huán)境污染監(jiān)測(cè)、應(yīng)急電能供應(yīng)等方面為市民提供服務(wù)。有專(zhuān)家評(píng)價(jià)道，智慧路燈避免了智慧城市建設(shè)中基礎(chǔ)設(shè)施的不同步與重復(fù)建設(shè)，在大規(guī)模推廣后可以帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2　商業(yè)價(jià)值

LED燈的高發(fā)光效率和高顯色性，使得我們可以采用更小功率的LED燈替換原有的高功率的高壓鈉燈，根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)水平，在保持原有路面照明條件下，將LED路燈功率下降到原有高壓鈉燈功率的一半以下是完全可以實(shí)現(xiàn)的。

除了功率的下降，電費(fèi)開(kāi)支的節(jié)省，還可以避免電能浪費(fèi)，主要通過(guò)以下兩方面實(shí)現(xiàn)：

首先，主要通過(guò)自動(dòng)跟蹤本地日出日落來(lái)合理設(shè)置開(kāi)關(guān)燈時(shí)間，避免電能浪費(fèi)；其次，通過(guò)LED路燈的集中管控平臺(tái)，可以根據(jù)照度及各處電路供電情況自動(dòng)調(diào)整照明電壓，實(shí)現(xiàn)節(jié)電節(jié)能。

采用智能控制，實(shí)現(xiàn)可觀的二次節(jié)能：以3000盞100WLED路燈為例計(jì)算節(jié)能比，沒(méi)有控制，全亮12小時(shí)有智能控制，6小時(shí)全亮，3小時(shí)50%，3小時(shí)25%?？紤]維護(hù)系數(shù)及亮度等，可節(jié)能更多。

3.3　應(yīng)用情況

順舟智能智慧路燈系統(tǒng)解決方案已應(yīng)用到多個(gè)市政建設(shè)項(xiàng)目中，覆蓋區(qū)域廣泛，使用場(chǎng)景多樣，綜合提升了城市亮化管理程度。例如：

江西南昌新建智慧燈桿項(xiàng)目，總投資768根智慧燈桿加平臺(tái)系統(tǒng)，覆蓋率近9成，基本實(shí)現(xiàn)了當(dāng)?shù)厝媪粱刂疲?/p>

新疆特克斯縣智慧路燈桿項(xiàng)目，總投資88根智慧燈桿加平臺(tái)系統(tǒng)，改善了特克斯縣以往路燈管控存在的多方面弊病，成功完成市政亮化升級(jí)任務(wù)；

江蘇徐州豐縣路燈改造項(xiàng)目，總投資12,000套智慧路燈控制器，配套相應(yīng)的平臺(tái)系統(tǒng)及APP，完成對(duì)豐縣95%的亮化覆蓋率；

哈薩克斯坦路燈改造項(xiàng)目，總投資10,000套智慧路燈控制器，配套相應(yīng)的平臺(tái)系統(tǒng)及APP，有效緩解了當(dāng)?shù)卣彰髂芎母摺⒐芸仉y的問(wèn)題，為后續(xù)智慧城市的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

另有馬來(lái)西亞吉隆坡路燈改造項(xiàng)目、青島路燈改造項(xiàng)目、江西貴溪鷹潭路燈改造項(xiàng)目、北京首都師范大學(xué)智慧燈桿項(xiàng)目、江蘇南京六合智慧燈桿項(xiàng)目等。順舟智能智慧路燈系統(tǒng)解決方案面向市政建設(shè)、園區(qū)亮化控制等多維度受眾，改善城市照明環(huán)境，提升路燈的操控性及節(jié)能性，迎合當(dāng)下智慧照明發(fā)展模式。

摘自《自動(dòng)化博覽》2019年7月刊