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編者按：

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、邊緣計算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、5G、人工智能等新技術的飛速發(fā)展，以及I T與OT技術的進一步融合，工業(yè)制造、城市交通、電力能源、農(nóng)業(yè)等各大行業(yè)領域的智慧化發(fā)展已成為必然趨勢。推進各領域向智慧化發(fā)展是一項復雜而龐大的系統(tǒng)工程，既需要單一技術與裝備的突破應用，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的關鍵手段，是促進各行業(yè)智能化水平提升的核心。

為深化智慧產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進一步提升智慧產(chǎn)業(yè)各領域系統(tǒng)解決方案應用水平，現(xiàn)由中國自動化學會、智能制造推進合作創(chuàng)新聯(lián)盟、工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、邊緣計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會主辦，《自動化博覽》雜志社&控制網(wǎng)（m.ecwang.cn）承辦的2019智慧系統(tǒng)解決方案征集活動已正式啟動，面向全行業(yè)公開征集智慧系統(tǒng)解決方案。本刊特開設智慧系統(tǒng)解決方案專欄，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智慧城市基礎設施監(jiān)管平臺兩大部分。智慧燈桿依靠順舟自主研發(fā)的智慧控制器來實現(xiàn)路燈的通訊與控制，搭載多種傳感器，實現(xiàn)路燈的多種設備的底層通訊協(xié)議的互通，并保障智慧路燈的遠程云端控制和本地的自動處理功能；CCIoT智慧城市基礎設施監(jiān)管平臺可以實時分析和處理任意設備的狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)通訊中斷，及時響應故障報警。

智慧路燈系統(tǒng)作為智慧城市的關鍵子系統(tǒng)，運用無線Zigbee、LoRa、NB-IoT等多種物聯(lián)網(wǎng)和IT技術，實現(xiàn)了遠程單燈開關、調(diào)光、檢測等管控功能，開辟了城市照明“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設施，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)絡可以延伸到公共安全監(jiān)控網(wǎng)、Wi-Fi熱點接入網(wǎng)、電子屏信息發(fā)布、道路擁堵監(jiān)測網(wǎng)、停車綜合管理網(wǎng)、環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡、充電樁網(wǎng)絡等，實現(xiàn)N+網(wǎng)絡合一的智慧城市綜合載體和智慧城市綜合型管理平臺。

順舟智慧路燈解決方案結合特色的綜合監(jiān)管平臺，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)測等于一身，通過配備的戶外小間距LED顯示屏、攝像頭、無線Wi-Fi，可實現(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、USB應急充電和緊急呼叫等不同應用。這些多樣化的應用使其在節(jié)約能源、環(huán)境友好、事故預警、公共安全及便民出行等多方面都有很大的用武之地，具有極高的實際應用價值，既可以全面提升和改善社會效益，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 智慧路燈運行架構圖

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/智盒網(wǎng)關、多類型路燈控制器、控制模組以及多功能氣象傳感器、充電樁、電子顯示屏、音柱、攝像頭等終端設備。

圖2 重點控制器概覽圖

2.2　軟件系統(tǒng)

順舟智能CCIoT智慧城市基礎設施監(jiān)管平臺整合了路燈、隧道燈、景觀燈、商業(yè)照明、學校機關照明等照明系統(tǒng)，用一個統(tǒng)一的平臺來進行管理。集中了國內(nèi)目前監(jiān)控、廣播、無線覆蓋、路燈、亮化燈等智慧城市監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)秀設計思想。綜合應用計算機信息管理技術、GPRS移動通信技術、網(wǎng)絡組建技術、嵌入式自動化等先進技術，結合我國目前市政建設的遠程監(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（遠程控制、遠程監(jiān)控、遠程管理、環(huán)境監(jiān)測）功能的數(shù)字式集中測控系統(tǒng)，在技術應用、技術實現(xiàn)、系統(tǒng)結構方面均有創(chuàng)新。本系統(tǒng)主要由監(jiān)控管理軟件、遠程控制終端、GPRS無線通信終端、監(jiān)控中心構成。

它是一個開放的系統(tǒng)，預留了各種接入方式，可進一步打造智慧城市“云”系統(tǒng)。

圖3 平臺主頁展示圖

2.3　系統(tǒng)功能

（1）主動問詢功能：監(jiān)控中心可以主動查詢每盞路燈的開關狀態(tài)、電流電壓、電壓、功率、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)；

（2）主動控制功能：監(jiān)控中心可以依據(jù)控制權限控制任意一盞、一組、一個區(qū)域路燈；并依據(jù)客戶自己要求，實現(xiàn)半夜、關半邊及調(diào)光降功率的控制，以達到節(jié)能效果等功能；

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

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

（5）地圖功能：在電子地圖上顯示每盞燈的開關狀態(tài)，并對每盞燈、每盞路燈遠程手動執(zhí)行開關燈、調(diào)光功能；

（6）數(shù)據(jù)存儲功能：現(xiàn)場監(jiān)控設備和服務器上的數(shù)據(jù)庫中存儲歷史記錄；

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

（8）曲線報表功能：可以生成電量報表；

（9）遠程維護功能：監(jiān)控設備中的采集和通信模塊具備遠程參數(shù)設置和維護功能；

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

（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LED屏、音樂廣播實現(xiàn)多媒體信息發(fā)布；

（12）USB應急充電：解決出門在外，手機等數(shù)碼設備沒電，造成出行不便，工作無法繼續(xù)等尷尬場面的難題；

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

2.4　系統(tǒng)特點

（1）依據(jù)道路上光照亮度控制燈具的開/關和亮度，從而可以顯著延長燈具的有效壽命，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。可以遠程設置節(jié)點控制參數(shù)，實現(xiàn)節(jié)點的靈活控制。也大幅降低了電耗，節(jié)約用電，同時還可以延長燈源壽命；

（2）根據(jù)天氣情況和實際光的照度，自動控制燈具的開/關和燈具的亮度，如遇不好的天氣時及時打開路燈，對于安裝在橋下或道路的路燈，路據(jù)實測光強，來自動以最佳的亮度打開路燈，提高公眾滿意度，在災害天氣使路燈更人性化；

（3）通過微機、集中器設置，防止非授權人操作，確保斷路器安全可靠。依據(jù)用電情況，可判斷無人值守的用電設備運行情況。所有運行參數(shù)（自動通斷電時間，區(qū)域劃分）可在管理終端隨時設置，隨時啟用，管理方便。

順舟智能配置智慧照明應用APP，權限可分配，功能齊全，操作便捷，進一步完善了情景隨時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)信息平臺全面整合路燈管控、多媒體投放、道路安全實時監(jiān)測、充電管理等多種功能，在保證道路需求的基礎上加強了信息共享的時效性，通過管理平臺可處理道路的突發(fā)狀況，進一步提升了城市整體的亮化可控性和運維秩序性。

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

3　代表性及推廣價值

3.1　社會價值

智慧路燈光源采用LED照明，夜間照射出來的是柔和的暖白光，并且可以根據(jù)車流量和天氣狀況自動調(diào)光，做到按需照明，比常規(guī)路燈節(jié)能60%以上。而對于路燈運維檢修人員來說，這些路燈每個單體燈都可以實現(xiàn)單獨監(jiān)測和監(jiān)控，可在電腦上實時監(jiān)測到每盞路燈的運行情況，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，有一個巴掌大的小門，打開就是電動車的充電接口，未來只要通過手機APP軟件，就可以定位到可充電路燈桿，隨時預約充電，自助充電后可手機支付。

Wi-Fi開通運營后，市民只要走在路燈桿附近，打開手機的Wi-Fi，就可以搜索到Wi-Fi賬號，通過微信登錄可以免費使用Wi-Fi網(wǎng)絡。

在正式運營后，智慧路燈將作為首都智慧城市建設采集數(shù)據(jù)的智能終端，并在平安城市建設、城市信息發(fā)布、突發(fā)事件預警、便民通訊服務、環(huán)境污染監(jiān)測、應急電能供應等方面為市民提供服務。有專家評價道，智慧路燈避免了智慧城市建設中基礎設施的不同步與重復建設，在大規(guī)模推廣后可以帶來極大的經(jīng)濟效益。

3.2　商業(yè)價值

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現(xiàn)的。

除了功率的下降，電費開支的節(jié)省，還可以避免電能浪費，主要通過以下兩方面實現(xiàn)：

首先，主要通過自動跟蹤本地日出日落來合理設置開關燈時間，避免電能浪費；其次，通過LED路燈的集中管控平臺，可以根據(jù)照度及各處電路供電情況自動調(diào)整照明電壓，實現(xiàn)節(jié)電節(jié)能。

采用智能控制，實現(xiàn)可觀的二次節(jié)能：以3000盞100WLED路燈為例計算節(jié)能比，沒有控制，全亮12小時有智能控制，6小時全亮，3小時50%，3小時25%。考慮維護系數(shù)及亮度等，可節(jié)能更多。

3.3　應用情況

順舟智能智慧路燈系統(tǒng)解決方案已應用到多個市政建設項目中，覆蓋區(qū)域廣泛，使用場景多樣，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目，總投資768根智慧燈桿加平臺系統(tǒng)，覆蓋率近9成，基本實現(xiàn)了當?shù)厝媪粱刂疲?/p>

新疆特克斯縣智慧路燈桿項目，總投資88根智慧燈桿加平臺系統(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任務；

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

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

另有馬來西亞吉隆坡路燈改造項目、青島路燈改造項目、江西貴溪鷹潭路燈改造項目、北京首都師范大學智慧燈桿項目、江蘇南京六合智慧燈桿項目等。順舟智能智慧路燈系統(tǒng)解決方案面向市政建設、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，迎合當下智慧照明發(fā)展模式。

摘自《自動化博覽》2019年7月刊