物联网将引发照明的下一场革命

前言


物联网将引发照明的下一场革命

内容


路灯给夜晚出行的人们带来了光明,为现代人们快节奏的生活方式提供了方便。对于路灯,现代的人们早已司空见惯,而在15世纪以前,它却是一件稀罕物。人类尝试在城市街道上进行人工照明,最早要追溯到15世纪初。1417年,当时的伦敦市长为了让冬日漆黑的街道明亮起来,要求在室外悬挂灯具照明,这就是路灯的起源。1843年,上海街头出现了中国第一盏路灯,尽管它是煤油点燃的,却吸引了黄浦江边众多人群的目光。直到1879年,上海的码头才亮起了中国第一盏电灯。

路灯控制技术发展缓慢

如今,路灯已经遍布全球各个城市的大街小巷。根据国际气候组织(The Climate Group)统计,全球路灯的保有量已经上升到3.04亿盏,并将在2025年达到3.52亿盏。路灯的数量不断增长,照明技术也在不断革新,而路灯的控制技术却发展缓慢。

最初的马路电灯在每根电线杆上都装有闸刀开关,需要工人每天手动开启和关闭,后来若干路灯开始合用一个开关。这种通过开关控制的路灯形式在全国各城市中一直沿用到20世纪50年代。

直到今天,大部分的城市路灯仍然无法实现智能化控制。目前使用较多的分散时控方式,多采用在路灯配电箱中安装定时器,按预定时间自行开/关灯。这种控制模式的缺陷在于无法灵活调整开/关灯时间,更无法反映照明设施的运行情况,并且故障率高,维修困难。随着城市的不断发展,控制范围越来越大,在现行的控制模式下,会使得维修工作十分被动。运行过程中的故障只有等待巡视人员到达现场才能发现,或者被动等待市民电话反映,难以做到及时维修。

能耗高、巡检慢、管理难是横在市政照明领域的3只“拦路虎”。

“灯联网”:驱散市政照明的“拦路虎”

如今,物联网技术飞速发展,数以亿计的各种终端正加速接入网络,我们即将迎来万物互联的新世界。当一个物体被接入网络,将迸发出巨大的潜能。把汽车接入网络,无人驾驶技术就应运而生,一举改变了几百年来的驾驶习惯;如果将路灯接入网络,将会带来哪些改变?华为照明物联网解决方案已经给出了答案。

该方案为每盏路灯安装了内置无线通信模块的照明控制器,赋予了路灯联接的“翅膀”,让路灯之间实现快速自组网,再辅以物联网关节点,将城市中数量庞大的路灯联成了一张巨大的“灯联网”。照明控制器实时采集路灯的各种运行参数并上送到云端;基于GIS地图的可视化管理系统可以清楚获知每一个街区、每一盏路灯的运行状态,实现路灯的在线巡检;通过应用照明策略,能够精准控制每一盏路灯的开/关状态和照明亮度,真正实现按需照明,节能效率高达80%。照明物联网方案将市政照明领域的3只“拦路虎”一举驱散。

照明物联网方案的“驱虎”之术究竟有哪些精妙之处?

“高智商”节能:精确计算+智能感知

对路灯的智能控制上,方案提供组合照明控制策略。首先,可以基于经纬度计算路灯所在地区的日出和日落时间,科学地设定照明时长;根据一年四季的变化规律,针对不同季节和不同月份之间照明时长的差异,动态调整照明计划;在每一天的照明时间段内,照明计划可以分时精细化编排;其次,对路灯的控制可以与亮度传感器、车流量和人流量传感器等进行联动。比如在深夜时段、在车流稀少的路段可以调低路灯亮度或者间隔开灯;而在光照条件不好的阴雨天气则根据对环境的感知及时开灯等。

高效管理:可视化在线巡检+前瞻性维护

对路灯的管理上,采用了基于GIS地图的可视化管理方式,城市中不同街区的路灯数量、路灯运行状态、安装位置和安装时间等信息一目了然。当路灯发生故障时,系统会自动告警,并发送信息通知维修人员及时前往事故地点检修。除此之外,管理系统还可以对路灯进行生命周期管理,了解路灯的运行时长和历史故障记录,提前预知可能发生的故障,实现前瞻性维护。

多级控制:本地控制+云端控制

在传统的群控模式下,因为施工等原因造成控制网络中断时,经常导致多台路灯脱管。路灯不是在白天与日争辉,就是连续很多天漆黑一片。多级智能控制是该方案的最大特色,包括两级本地智能控制和一级云端智能控制。敏捷物联网关和路灯控制器均支持照明策略的本地化部署。当敏捷网关的上行网络故障时,可快速切换到本地控制策略;而当传感网络故障时,路灯控制器则可以工作于离线模式。多级智能控制机制最大程度强化了对路灯的可控性,防止路灯脱离控制的状况发生。

智能照明开拓更广阔的物联网空间

照明物联网方案采用全层次开放架构,从底层芯片到上层应用均提供开放接口。底层控制芯片可基于华为开源物联网操作系统LiteOS进行开发;敏捷网关支持虚拟化架构,合作伙伴可以开发和安装定制化应用;敏捷控制器则对第三方应用系统提供标准北向接口,便于扩充各种服务组件。

随着智慧城市建设的推进,路灯将不再只是灯杆加灯头,而将成为智慧城市的重要“据点”。在照明物联网的基础上可以增加更丰富的传感设施,将环境监测、交通监测、智能充电桩和智能垃圾桶等各种对象都纳入到感知网络中,为智慧城市提供基础的数据支撑,扩展更多智慧化服务。

小路灯撬动大市场,照明物联网化潮流已经到来。从业内厂商纷纷开始布局这一领域的动向也可以看出,照明物联网化是大势所趋。若能将城市路灯全部互联,发挥智能照明的作用,定会开拓更为广阔的物联网空间。


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