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基于智慧灯杆的城市物联网信息平台——2019神灯奖申报技术

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2019-01-24 作者：来源：上海顺舟智能科技股份有限公司浏览量：网友评论： 0 条

摘要： 基于智慧灯杆的城市物联网信息平台，为上海顺舟智能科技股份有限公司2019神灯奖申报技术。

项目名称： 基于智慧灯杆的城市物联网信息平台

Smart City IoT Platform based on smart ploe

申报单位： 上海顺舟智能科技股份有限公司

综合介绍或申报理由：

顺舟智能基于智慧灯杆的城市物联网信息平台在完成智慧照明的基础上，同时承担其他公共服务，包括环境监控（气象传感器）、智慧安防（视频监控）、智慧生活（广告屏）、无线覆盖（WiFi基站）、智慧交通（智慧停车、汽车充电桩）等，实现智慧灯杆的远程控制，并通过管理平台实现路灯工作报表查询、故障告警、设备管理等功能。这些多样化的应用使其在节约能源、环境友好、事故预警、公共安全及便民出行等多方面都有很大的用武之地，具有极高的实际应用价值，即可以全面提升和改善社会效益，又可以作为智慧城市的信息感知终端，支撑起城市物联网的全范围覆盖。

顺舟智慧路灯依靠顺舟自主研发的智慧控制器来实现路灯的通讯与控制，实现路灯的多种设备的底层通讯协议的互通，并保障智慧路灯的远程云端控制和本地的自动处理功能。

实时分析和处理任意设备的状态，及时发现通讯中断，及时响应故障报警。本系统可实现对设备的分组控制，可采集设备电压、电流、电能量、有功功率、无功功率、灯具温度等信息，统计分析实时和历史耗电状态。本子系统可实现设备维护、运营管理、报表生成、地理信息管理等功能。本子系统本身管理方便，智能网关、路灯控制器、辅助系统等设备可快速、灵活地接入。

主要技术参数：

1. 顺舟智慧路灯在智能照明模块的设计中，采用AC85～264V宽电压输入范围和模块化结构设计，并根据客户要求设计灯头形状。同时，可根据光效要求来改变路灯的功率（60W~250W）。配合软件控制系统可以进行远程调光与监控。

2. 高速无线网络的无线接入点，采用了最新标准的802.11ac协议，可以提供高达1.75Gbps的接入速率。

3. 采用USB3.0传输界面，不但向下兼容USB2.0和USB1.1，而且传输带宽可高达5Gbps，拥有相比USB2.0快十倍的传输能力，节约更多的时间成本。

4. 智慧路灯信息发布系统，采用高亮度户外全彩LED显示屏，净显面积为1m2，去玻化的设计，可视角度可达120度。

5. 监控中心可采用TCP/IP传输方式与各种数据管理终端连接，通信传输更可靠。

6. 系统提供通用的数据接口，可以轻松实现系统功能扩展。可与MIS/OA、GIS系统相连，实现信息共享。

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与国内外同类产品或同类技术的比较情况：

1. 全球智慧路灯杆建设情况：
① 上海浦东软件园张江园区：节能+监测PM2.5+……
② 上海浦东金领之都园区：充电桩+广播+……
③ 上海大沽路：wifi+停车收费+……
④ 杭州：视频监控+信息推送+……
⑤ 北京：复合型智慧灯杆
⑥ 洛杉矶：基站+识别车辆碰撞+……
⑦ 巴黎：座椅+wifi+……
⑧ 拉斯维加斯：太阳能+动能+……
⑨ 圣地亚哥：找停车位+侦测枪声+……

2. 综述：智慧路灯杆仍在试点阶段
由传统路灯杆升级为智慧路灯杆，路灯杆成为一个包括市政照明、城市信息及智慧城市综合信息采集及服务系统、通讯基站、电动汽车充电等的综合性载体，从技术层面来看，建设方案并不难，技术基本成熟，但目前仍处在试点阶段。
整体来看，在智慧城市建设以及物联网等技术迅速发展的趋势下，具有多功能的智慧路灯杆为城市建设带来新思路，其发展前景被看好。不过，就目前而言，仍有一系列挑战需要面对，比如成本下降和技术提升，还有商业模式等问题需要继续探索解决，距离大规模落地应用仍有一段距离。（引用自《全球各地智慧路灯杆现状》）

3. 顺舟智能智慧路灯+平台系统的优势：
设计思想：

智慧路灯光源采用LED照明，夜间照射出来的是柔和的暖白光，并且可以根据车流量和天气状况自动调光，做到按需照明，比常规路灯节能60%以上。而对于路灯运维检修人员来说，这些路灯每个单体灯都可以实现单独监测和监控，可在电脑上实时监测到每盏路灯的运行情况，省去了人工夜间巡检的环节，大大节省了他们的工作量。

在灯杆靠近路面的一侧，有一个巴掌大的小门，打开就是电动车的充电接口，未来只要通过手机APP软件，就可以定位到可充电路灯杆，随时预约充电，自助充电后可手机支付。

WiFi开通运营后，市民只要走在路灯杆附近，打开手机的WiFi，就可以搜索到WiFi账号，通过微信登录可以免费使用WiFi网络。
在正式运营后，智慧路灯将作为首都智慧城市建设采集数据的智能终端，并在平安城市建设、城市信息发布、突发事件预警、便民通讯服务、环境污染监测、应急电能供应等方面为市民提供服务。有专家评价道，智慧路灯避免了智慧城市建设中基础设施的不同步与重复建设，在大规模推广后可以带来极大的经济效益。

亮点举例：
1. 顺舟智慧路灯配备的Wifi无线上网管理系统实时记录采集网民身份和网上活动信息，针对人流、人流量统计；停留时间统计；到访频率统计；热点区域统计；行走轨迹的查询建立数据模型如场所定位、区域分类、热点管理、人口管理、轨迹回放管理等。
2. 绿色新能源充电解决路边停车位及园区，小区新能源车的充电难问题。全新APP在线网络覆盖，可在线便捷支付通（微信，支付宝）。
3. 一键呼叫系统：①在企业内部的监控中心：安装管理对讲主机和地址盒，用于和网点分机可视对讲，提高沟通效率。②在室外环境：安装高清求助可视分机或报警箱、报警柱和网络监控摄像头，顾客利用求助分机，一键快速求助监控中心，走廊、室外草坪等公共区域安装IP广播对讲功放系统，用于监控中心公共广播。③在网点机房：安放的NVR（网络硬盘录像机），用于同步存储网点网络摄像机、求助可视分机等设备的音视频录音录像。
4. 环境监测功能：系统可实现八大环境监测：温、湿、照度、风力、风向、噪音、PM2.5、PM10，了解当前环境的各种监测指标。
5. USB应急充电：解决出门在外，手机等数码设备没电，造成出行不便，工作无法继续等尴尬场面的难题。采用USB3.0传输界面，不但向下兼容USB2.0和USB1.1，而且传输带宽可高达5Gbps，拥有相比USB2.0快十倍的传输能力，在高清无损海量信息频繁交互的年代，USB3.0将节约更多的时间成本。
6. 高速无线网络的无线接入点，采用了最新标准的 802.11ac 协议，可以提供高达1.75Gbps 的接入速率。充分考虑了无线网络安全、射频控制、移动访问、服务质量保证、无缝漫游等重要因素，配合无线控制器产品，完成无线用户数据转发、安全和访问控制。
7. 多重系统功能：道路照明智能监控系统功能、多种控制开关灯方式、区域控制功能、自动检测功能、故障报警功能、数据处理、储存、查询和打印功能、地理图文显示功能、远程抄表功能并进行统计分析、监控终端（集中控制器）现场调试、维护接口和远程升级功能、系统增容扩容功能、单灯控制运行功能。

经济评价分析：

经济效益：LED灯的高发光效率和高显色性，使得我们可以采用更小功率的LED灯替换原有的高功率的高压钠灯，根据现有的技术水平，在保持原有路面照明条件下，将LED路灯功率下降到原有高压钠灯功率的一半以下是完全可以实现的。下面是高压钠灯、金卤灯和LED灯的比较（以3000盏灯为例，平均每天使用10小时，电费 1 元/度）。

除了功率的下降，电费开支的节省，还可以避免电能浪费，主要通过以下两方面实现：

首先，主要通过自动跟踪本地日出日落来合理设置开关灯时间，避免电能浪费；其次，通过LED路灯的集中管控平台，可以根据照度及各处电路供电情况自动调整照明电压，实现节电节能。

采用智能控制，实现可观的二次节能：以3000盏100W LED路灯为例计算节能比，没有控制，全亮12小时有智能控制，6小时全亮，3小时50%，3小时25%。考虑维护系数及等亮度，可节能更多。

基于智慧路灯的城市物联网信息平台全面整合路灯管控、多媒体投放、道路安全实时监测、充电管理等多种功能，在保证道路需求的基础上加强了信息共享的时效性，节省了大量的时间成本。通过管理平台可处理道路的突发状况，进一步提升了城市整体的亮化可控性和运维秩序性。

低能耗，高性能是顺舟智能智慧照明方案的不懈追求。平台系统的高度集成性不仅实现了多种感知端的信息交互、对智慧路灯的能耗实时管控调节，更增加了城市的便利性和安全性，社会经济效益显著。

技术及工艺创新要点：

1. 顺舟在的布置室外 LED显示屏方面具有多年的成功经验，可靠性、先进性在业内名列前茅。智慧路灯上承载的 LED显示屏可作为信息发布的平台，显示信息可包括如商业广告、公益宣传、公共信息发布、紧急情况警告、区域地图显示、周边环境空气污染状况等，文字图片和视频可按需切换。

2. 无线WIFI体积小、重量轻、覆盖范围广、速度快，可靠性高、无需布线和机房，在站址获取及工程部署上具有极大的优势，为运营商提供快速便捷的站点解决方案。

3. 解决路边停车位及园区，小区新能源车的充电难问题。全新APP在线网络覆盖，可在线便捷支付通（微信，支付宝）。

4. 系统可实现八大环境监测：温、湿、照度、风力、风向、噪音、PM2.5、PM10，了解当前环境的各种监测指标。

5. 技术先进：采用先进的处理、控制、通信配套设备及技术手段。

6. 高可靠性：软硬件均采用技术成熟。

7. 可扩展性强：无线化、模块化结构便于扩容和扩展。

8. 节省投资：系统设备具有高性能价格比。

9. 节能、节约：智能控制实现节电节能及节约维修管理资源。

10.平台系统实时反馈，信息交互，安全稳定性优越，在监测、管控等方面表现出极佳的时效性和易操性。

实际运用案例和用户评价意见：

1、北京鸟巢周边路灯智能照明改造项目

项目涉及鸟巢外围及前方道路两旁路灯的智能化改造。项目采用顺舟智能附带本地策略的SZ10-NEMA-V3型路灯控制器，通过改造之后可以轻松实现单盏路灯的明暗、开关控制，一方面可以达到节能的目标，另一方面也可以实现鸟巢周边的亮化控制。
项目特点：
（1）通过智能照明控制系统，可远程统一控制所有的路灯，同时通过单灯控制，可实现照明和亮化等不同的功能；
（2）通过定时策略、经纬度策略、光照度传感器，智能照明控制系统可自动精准校时；
（3）系统故障主动上报，巡检方便。

2、汨罗江特色小镇智慧灯杆项目

项目采用顺舟智能专业设计的青花瓷智慧灯杆，该款智慧灯杆结合无线物联网+青花瓷复古风格设计，灯杆搭载摄像头、高清显示屏、气象传感器、WiFi基站、路灯控制器等设备，在保证契合了汨罗小镇精神文化传承的同时，为智慧小镇的物联网络承载更多的城市智慧管理功能。
项目特点：
（1）根据不同时间段内，有、无人等多种情况实现路灯的远程明暗度控制，实现节能的功能；
（2）根据灯杆所处的不同区域，实现差异化的调光、调色等亮化控制，保证景观的正常展示。
（3）灯杆搭载摄像头、气象传感器、WiFi基站等设备，可实时监控周边的环境状态。

3、广州凤凰山隧道照明项目

项目涉及凤凰山隧道内外近600盏路灯的智能照明控制。项目针对隧道内外环境的不同执行差异化的路灯策略控制。
项目特点：
（1）通过策略部署对隧道内外路灯的远程智能控制，既可以保证经过车辆在进出隧道时更加安全；
（2）根据不同的时段、经过车辆数量的差别对灯光的明暗度进行调节，可实现路灯节能的作用；
（3）路灯故障远程自动上报，巡检更方便。

4、江西贵溪大型NB-IoT智慧路灯控制

项目由顺舟智能与中国移动共同承接，由中国移动提供NB-IoT网卡，顺舟智能提供智慧城市管理平台、路灯控制器及相关技术支持，项目针对贵溪境内近5000盏路灯实现智能化改造。
项目特点：
（1）系统通过智慧城市管理平台实时远程监控，实现对不同应用场景对光照度及开关灯的要求，并及时监测并发现设备故障，及时进行维护和管理；
（2）通过NB-IoT构建蜂窝网络，仅消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级；
（3）采用NB-IoT的物联网络具有覆盖深、连接广、成本/功耗低等特点。

5、江西大型智慧灯杆项目

项目涉及南昌某县智慧城市改造中近1000根智慧灯杆的建设。根据该县新城区智慧城市建设的规划，顺舟智能提供的智慧灯杆大部分均搭载了WiFi基站、光照度传感器、气象传感器、广告显示屏、摄像头、一键呼救等设备，为智慧城市的管理承载更多职能。
项目特点：
（1）通过智能照明控制系统，可远程统一控制所有的路灯，同时通过单灯控制，可实现照明和亮化等不同的功能；
（2）根据灯杆所处的不同区域，实现差异化的调光、调色等亮化控制，保证城市形象的正常展示；
（3）灯杆搭载摄像头、气象传感器、WiFi基站等设备，可实时监控周边的环境状态。

6、青岛路灯改造项目：
有条件的开放了一些公益性的应用和便民功能，为智慧照明、绿色减排、网络互连互通、环境信息发布、公共安全监控、人流信息发布、市政信息发布等诸多领域提供新型设施和便利条件，促进全市智慧应用的发展。

7、新疆特克斯智慧灯杆项目：

新疆伊犁哈萨克智慧路灯照明，88根智慧灯杆，为城市道路提供了多种便利服务与智慧城市管理应用。该路灯系统在提供道路照明的基础上，还能够做到环境监测、WIFI信号，视频监控，广告发布，紧急呼叫等功能。

8、北京师范大学智慧灯杆项目：

为校园提供了多种便利服务与智慧园区管理应用。该路灯系统具备环境监测、WIFI信号，视频监控，广告发布，紧急呼叫等功能，适应校园环境需求，有效保证了安全稳定的校园秩序，对突发意外可实时监测。

9、印度尼西亚智慧照明改造项目：

顺舟智能在印度尼西亚井里汶等区域进行智慧照明改造，以提升全区亮化智能指数。截止到目前已改造2000盏传统路灯，同时接入顺舟智能智慧城市照明管理平台，充分凸显城市现代化的气息。该平台在管控路灯基本照明功能的基础上更是实现了如信息交互、实时反馈、预告报警等多重必要功能，全面有效地改变了传统路灯的管控弊端。

10、马来西亚智慧照明改造项目：

马来西亚吉隆坡智慧照明改造工程，对全区70000盏路灯进行照明智能化改造。通过顺舟智能所提供的产品、平台及相关技术支持，完成由普通照明到智慧照明的跃迁，全面提升了城市照明可控性、易操性、安全性和稳定性，同时对城市亮化工程增加了现代美感。目前仍在持续改造中。