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导读: 随着城市建设的高速发展,特别是智慧城市概念的提出,为整个人类社会发展提供了巨大的契机。

一、引言

随着城市建设的高速发展,特别是智慧城市概念的提出,为整个人类社会发展提供了巨大的契机。智慧照明在推进智慧城市发展中,扮演着举足轻重的作用。智慧照明本质就是高效节能、环保、安全、舒适,四者相辅相成、不可或缺。高效节能即是以消耗较少的电能获得足够的照明,从而达到环保的目的;安全、舒适指的是光照清晰、柔和及不产生紫外线、眩光等有害光照,不产生光污染。

照明产业也经历五个“一”的发展历程,即从一盏灯具、一套控制,一个系统,一张网络,一座城市发展,产品从单一到集成的转换,但是应用是从复杂转向了简单,其中智慧化扮演着重要的作用。

二、智慧照明在照明中的定位

照明进入到LED时代,把照明也从电器时代转变成电子时代。从此,照明行业也可以借助电子及计算机技术,实现产品和产业的腾飞。智慧照明系统就是以新一代半导体照明光源及灯具为核心,利用云平台、大数据、人工智能等方面的技术,实现照明系统化智能控制的目标。

智慧照明系统是在基本的智能控制中,通过运用可见光通信Li-Fi、光传感器、调光调色模块等创新技术,再集成信息采集、人员定位、安防监控、交通控制、气象监测、人员疏导、公共安全等物联网相关的功能与特性。在整个系统框架中,自下而上构架了一套由感知层、传输层、应用层的模型。其中传输层在整个智慧照明中举足轻重,飞乐音响结合自身多年的澳门威尼斯人线上娱乐场和项目经验,总结出一套稳定、高可靠的网络架构,该架构的可以适应在智慧社区、智慧园区、智慧港口、智慧道路等各种场景。网络架构如下图:见图1

图1 智慧照明系统之网络架构图

该系统包括能够对感知设备的接入层,具有收集、清洗、安全等数据汇聚层,可以数据分享到各个专业网络的应用层。

上述架构具有普适性,上海飞乐音响利用该架构,已经把照明产品顺利的进行了智能化,并且进行了商用落地。

以LED智能路灯终端为例, 多功能智能路灯兼具LCD智慧机、LED智慧灯杆屏、LED智慧橱窗屏、户外超强Wi-Fi覆盖、可见光及红外安防摄像头、Wi-Fi嗅探、紧急公共广播等功能,并可作为城市地域性文化和形象的载体,整个管控平台可实现互联互通,智能路灯终端将会成为新型城镇化建设的重要设施基础之一。

再以LED室内可见光通信为例,高速宽带、不受电磁干扰、超高保密性等优异属性,能在超高建筑、商场超市、学校医院、广场地铁等人流密集场合,成为下一代4G/5G等无线通信的极大补充,是新型IoT组网、联网的重要方式之一,具有广阔的发展前景。

三、解决方案场景的布局

基于智慧照明的系统解决方案,可以运用到在道路,隧道、会展中心、车企、港口、码头、体育场馆、学校、加油站、地铁,办公等典型应用场景中,下面结合飞乐音响近几年的应用情况,总结两种典型的场景解决方案:

3.1 港口照明解决方案

港口是重要的交通枢纽,是实现外向型经济的窗口,中国主要港口在世界港口中已经占据重要地位,集装箱吞吐量已连续多年位居世界第一,成为世界上港口吞吐量和集装箱吞吐量最大、增长速度最快的国家。随着经济持续增长,节能减排、提升效率成为中国乃至全球的迫切要求。比如上海国际港务港区内照明消耗电量就高达594万KWh,港口企业一直是交通运输行业的耗能大户,节约能源已经成为新时期港口企业提升国际竞争力的重要手段之一,因此,智慧照明将是高效化、智能化港口的重要的应用载体。

智慧港口照明以LED灯具、驱动电源及NB-IoT控制器等硬件设备为基础来实现系统解决方案的集成,即将NB-IoT芯片加入到LED灯中,形成NB-IoT物联网通信方式的智慧照明产品。系统由电信运营商提供蜂窝窄带物联网(NB-IoT)网络、基站、物联网卡、专有运营平台,并负责技术支持。根据港口的应用场景,将户外的设施通过窄带通信技术(NB)来进行管理与控制,并将管理及控制系统接入全景指挥中心,形成完整的物联网控制系统。

NB-IoT智慧照明控制框架如下图:见图2

图2 NB-IoT 智慧照明系统解决方案框架图

基于上述的NB-IoT的智慧照明,包括上一节讨论的网络系统架构,形成了最终港口智能化的整体解决方案。该系统架构包括四个层,分别是终端层、网络层、平台层和应用层。各个层的功能和作用:见图3

图3 NB-IoT 智慧照明系统方案组成

终端层:包括NB-IoT模组,智能控制硬件及固件、LED电源及灯具等。该层主要完成智能硬件的控制及照明功能的输出。

网络层:包括NB-IoT网络,运营商物联网平台等。该层的主要目的就是把终端的信息上传或者下载,解决平台和终端间的数据通讯和信号控制。

平台层:包括整个智能灯具的管理,控制,API,规则引擎,大数据分析及运营支持等。该层主要是整个系统的人机界面,对外通讯API,系统管控等功能。

应用层:包括GIS、能效管理、ERP界面,EMS设备管理等。该层主要是利用智能化的数据和运维,形成一些有增值的应用和应用数据接口。

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