光宇錦業（武漢）智能科技有限公司 9/2019

　溆浦縣智能照明監控系統方案

　目

　 錄

　1、溆浦縣同智慧照明的關系 ......................................................................................................... 2 2、經濟效益和社會效益分析 ......................................................................................................... 3 2.1 經濟效益 ............................................................................................................................. 3 2.2 社會效益 ............................................................................................................................ 3 3、設計思路與原則 ......................................................................................................................... 4 3.1. 可靠性和安全性 ............................................................................................................... 4 3.2. 可擴展性及前瞻性 ........................................................................................................... 4 3.3. 科學性和實用性 ............................................................................................................... 4 4、系統設計方案 ............................................................................................................................. 6 4.1 系統設計標準 ..................................................................................................................... 6 4.2 系統架構圖 ........................................................................................................................ 7 4.3 監控系統云平臺 ................................................................................................................ 8 4.3.1 系統軟件設計 ......................................................................................................... 8 4.3.2 軟件功能設計 ......................................................................................................... 8 4.4 前端系統設計 .................................................................................................................. 13 4.4.2 集中控制器 ............................................................................................................ 13 4.4.3 單燈控制器 ............................................................................................................ 17 5、售后維護方案 ........................................................................................................................... 18

　 1、 、 溆浦縣 同智慧照明的關系 溆浦縣位于湖南省的西部，懷化市的東北面。總面積 3438 平方公里，地理坐標在東經 110°15′-111°01′、北緯 27°19′-28°17′之間。溆浦縣處于雪峰山主峰的北向伸延地區。屬亞熱帶濕潤季風氣候，在地域上介于雪峰山北端安化多雨低溫中心與湘西高溫干旱少雨的麻陽盆地之間，氣候具有亞熱帶季風濕潤氣候的共同特征，也有光熱并豐，雨水充足，光、熱、水基本同季，時空變化大，各季分布不勻，小氣候多樣，垂直差異大，立體氣候明顯的地方特點。氣候的多樣性，對于溆浦縣照明管理部門單位提出了更高的要求。

　照明作為溆浦縣公共事業的一小部分，隨著現代城市的發展，以及人們生活水平的提高，對城市美化要求也提高了，不僅需要公共場所的綠化，對城市夜間照明的需求也日益完美了。要求我們把夜間照明的表現放到重要位置，在夜晚展示自己獨有的魅力，建設富有本地區特色的城市夜景效果。

　智能、先進、有效、安全、可靠的照明監控系統可以使照明管理部門對路燈、景觀燈、樓體亮化集中統一管理，實時掌握照明燈具的運行狀態，提高社會效益和經濟效益。

　本系統是一個以物聯網技術為基礎，以控制中心為核心，以終端控制器為重點，以通訊設備和網絡為紐帶，綜合無線通信網絡、計算機控制系統、物聯網技術、地理信息系統技術，以先進的計算機技術為保障的程序化、模塊化、網絡化、智能化的智能控制系統。通過此系統，可有效管理路燈、景觀亮化、樓體亮化系統的運行，為溆浦縣美麗的夜景又增添一道風景。

　 2、 、 經濟效益和社會效益分析 2.1 經濟效益 2.1.1 完善智慧網絡信息化建設 智慧照明系統建設利用遍布城市各個角落的路燈桿來實現：城市基礎網絡無死角覆蓋、充電樁便于綠色節能汽車技術的推廣、電子信息發布平臺便于民生信息的發布。

　2.1.2 實行節能減排 智慧照明監控系統可以根據當地實際情況合理調節每盞路燈的照度及功率。真正實現精確調光，從而實現節能減排，減少資源浪費。

　2.1.3 提高維護效率，減少 費用 支出 系統建成后，照明設施發生故障會主動告警，不需要管理單位派遣人員進行巡邏排查。由“人找故障”轉化為“故障找人”大大減少人員車輛等運維開支。

　2.1.4 延長亮化設施壽命 設置科學合理的亮燈模式、調光模式和組合模式，使得燈具工作在交替照明、非滿功率照明模式下，有效延長照明設施、燈具壽命。

　2.2 社會 效益 系統建成后，可在地圖上直接顯示照明設施的位置、數量等信息，使管理人員足不出戶就可實時掌握照明設施的情況。

　將傳統的開關控制照明燈具轉變為智能化的管理，使高素質的管理意識用于系統，以確保照明的質量，同時也大大降低了人的參與。

　智慧照明系統建成后，可實時監控亮燈率，減少管理單位的投訴率、改善城市光亮環境，進一步改善溆浦縣投資環境、提升城市夜晚安全性，降低因照明盲點而造成的城市犯罪、實現“十一五”減排目標，建成資源節約型社會做貢獻。

　 3、 、 設計思路與原則 3.1. 可靠性和安全性

　城市智慧照明監控系統統一管理整個城市的照明亮化，因此對于安全性和可靠性有著極高的要求。

　軟件設計方面：系統建成后，為保證數據傳輸的安全性，平臺對數據在傳輸過程中采用加解密的技術。同時，中心服務器軟件具有防數據誤刪除機制和完善的數據備份、容錯措施。

　硬件設計方面：系統涉及的現場硬件產品經過規模應用實踐驗證，具有極高的可靠性，特別是抗高溫環境和惡劣電磁環境具有異常突出的表現。

　用戶操作者方面：不同的區域可以設定不用的管理者權限，每個管理者權限的操作內容、功能模塊可以分別定義。

　3.2. 可擴展性及前瞻性

　系統架構采用模塊化，多層級設計，考慮后續智慧平臺的發展，可以將整個市、整個省、整個國家的照明系統納入統一的監控平臺。監控平臺隨著業務需求的變化和擴展，通過部署，使得擴展升級均非常方便且不必改變現有設備的狀態。

　系統總體的規劃能支持多種設備的接入及不同的操作系統環境，允許未來改變操作系統和硬件環境。本設計未涉及安全的部分采用開放協議標準，使得不同的廠商生產的設備可以實現兼容；同時在通信接口方面，均按通用的規范和標準進行設計，從根本上保證了系統良好的可擴展性。

　3.3. 科學性和實用性

　該系統在計劃建設時就嚴格實施實用優先的設計原則，依賴先進技術組建復雜系統，最終面向用戶的卻是非常生動直觀的軟件界面和十分簡潔明了的硬件模塊單元。

　3.3.1. 設備工作環境

　城市智慧照明監控系統所使用到的硬件產品全部按照工業級的標準進行設計，全系列產品的工作溫度滿足：-40℃--85℃，工作濕度適應性：5% ~ 90%，可以確保設備在極端環境下可靠穩定的運行。

　 3.3.2. 產品防水防塵等級

　集中控制器具備 IP54 的防護等級，加之安裝于相對封閉的開關控制箱內，對濕度、揚塵等，均具有一定的防護，能夠滿足現場環境需求，設備終端具備IP67 的防護等級。

　3.3.3. 防雷擊浪涌功能

　監控照明管理設備均在戶外使用，因此對于設備的防雷擊、浪涌功能就有極高的要求。監控系統使用到的硬件設備均具備 6KV 以上的防雷擊功能，可以在極端環境下對設備起到保護。

　3. 3.4. 系統通訊方式

　考慮到無線通訊技術的成熟性和應用穩定性，系統通訊方式擬采用公網2G/3G/4G 通訊方式，監控中心光纖專線接入，配置固定 IP。

　3.3.5. 電能能耗統計

　集中器自帶電表功能或者外擴，在系統內進行準確的統計并形成報表（也可以 EXCEL 報表形式打印輸出），可供管理者進行能耗分析。

　3.3.6. 地理信息系統

　本系統將會以當地城市地理信息系統作為基礎平臺，進行軟件系統平臺的開發，將照明信息與城市地理信息有機結合，將各種燈具、電纜、回路走向、配電柜、各監控點的實施動態等信息采集起來進行集中管理、分析、查詢，為管理人員提供實時的可視化信息。

　3.3.7. 監控前端設備可擴展性

　集中控制器預留有豐富的擴展空間，可以擴展接入多種應用：

　1) 可以外接智能電表，實現遠程抄表； 2) 可以擴展接節能調壓設備，實現對節能系統的調控； 3) 可以擴展電纜防盜告警系統，實現全天候電纜防盜監視； 4) 可以擴展遠程視頻監控系統，實現遠程遙視。

　 4、 、 系統設計方案 4.1 系統設計標準 本系統建設嚴格遵循和執行國家關于智能化監控系統軟件硬件集成的規范和標準，方案的依據是系統實施所涉及的技術標準和規范；產品標準和規范；工程標準和規范；驗收標準和規范等必須符合中華人民共和國有關條例及規范：

　《城市照明管理規定》住建部令第 4 號 《城市夜景照明設計規范》（JGJ/T 163-2008）

　《信息技術開放系統互連網絡層安全協議》（GB/T 17963-2000）

　《智能建筑工程質量驗收規范》 (GB 50339-2013 《電子信息系統機房設計規范》(GB 50174-2008）

　《建筑物電子信息系統防雷技術規范》(GB 50343-2012) 《智能建筑設計標準》(GB 50314-2015) 《防盜報警控制器通用技術條件》(GB 12663-2001) 《民用建筑電氣設計規范》(JGJ 16-2008) 《綜合布線系統工程設計規范》(GB 50311-2007) 《供配電系統設計規范》(GB 50052-2009)

　 4.2 系統架構 圖

　系統采用三層架構：

　應用層：即系統監控中心。運用計算機系統構建數據庫、數據處理、控制、WEB服務。中心通過光纖以及 NB-IOT 網絡，實現對前端設備的控制，監控中心將現場情況、數據報表進行反應和顯示，以供用戶進行管理和決策，用戶還可通過 Internet 訪問監控中心系統軟件，進行遠程操作與控制。

　通訊層：由移動或聯通等運行商的光纖和無線網絡組成，實現前端設備與應用層的數據傳輸。

　執行層：照明前端由單燈控制器以及配套的可調光源驅動電源組成，實現對路燈的控制、運行數據的采集、故障查詢等功能。

　 4.3 監控系統云平臺 4.3.1 系統軟件設計 系統軟件以大數據、云平臺為設計基礎，在此基礎上采用 B/S 架構的系統商業級企業應用軟件，并且采用模塊化結構。該系統主要應用于城市智能照明，實現遠程監控，是為照明管理和維護工作量身定做的一套智能監控和管理軟件，它集通訊、信息管理、電氣組態控制為一體。

　4.3.2 軟件 功能設計 1）

　）

　支持 多主題切換 云平臺系統針對不同場景需求設計了多種人性化的場景風格可供用戶選擇。用戶在場景切換之后不影響平臺其他功能需求。

　2）

　）

　支持照明地理信息系統（GIS ）

　云平臺系統采用 GIS 地理信息技術接入高德電子地圖，按照照明設施的現場實際地理信息情況以及照明設施分布情況，建成一個實時的、可視化的地理信息服務平臺。將各監控點的實時動態信息顯示在區域電子地圖上，并將收集到的信息錄入數據庫中，建立起完善的照明基礎設施的數據庫系統，實現照明設施的數字化管理，并將采集起來進行集中管理、分析、查詢，為管理人員提供實時的可視化信息。

　3）

　）

　支持設備按照經緯度定位、 錄入 功能 終端設備可以根據現場實際的經緯度通過手機掃碼進行錄入，在 GIS 地圖上可以根據錄入的經緯度自動放置并且自動關聯終端設備上層設備。

　4）

　）

　調 光策略可視化調配 1) 系統支持策略調配，用戶可任意切換任務模式。

　2) 終端設備支持固定時長調光及固定時間調光方式，單個終端設備可支持十條調光任務。

　5）

　）

　系統報警功能 系統支持實時預警功能及歷史預警功能。每項報警都可查詢預警終端位置并且地圖聯動定位當前設備位置。

　6）

　）

　并行檢索設備/ 位置 云平臺系統支持終端設備及城市地點位置并行檢索，檢索結果終端優先排列。

　7）

　）

　電參數查詢統計功能 1) 可對終端任意時間段自動采集、統計、打印相關數據（如：用電量等）。

　2) 可以對終端任意定時數據和年、月、日統計數據進行查詢，顯示的表格、曲線圖、直方圖均可按照 Excel 等格式進行保存或打印。

　3) 可以對任意一天的實際開關燈時間、當時的照度值和日出日落時間等記錄進行查詢，顯示的表格、曲線圖、直方圖均可打印，并具有導出 Excel 表格進行分析功能。

　 4.4 前端系統設計 4.4.1. 前端系統結構

　1) 智能照明前端系統由集中控制器、單燈控制器組成； 2) 集中控制器通過 2G/3G/4G 與云平臺進行通訊； 3) 單燈控制器通過：NB-IOT 方式進行通信和數據采集；

　4.4.2 集中控制器 集中控制器是我公司自主研發生產的最新一代城市路燈照明監控終端，是路燈亮化智能監控系統的關鍵設備，設備安裝于配電柜或者控制柜內部，它承擔著與監控管理中心的雙向數據交互，實現回路控制、數據采集、異常告警、亮燈模式控制、智能自檢、能耗統計等功能； 集中控制器是承上啟下的設備，通過集中控制器，監控管理中心可發送和接受各類監控指令，讓照明系統的管理更加智能和精確。

　4.4.2.1. 設備供電要求

　集中控制器具備三相供電能力，并且內裝有不間斷電源，具有斷電運行功能。同時能在供電線路斷電、缺相時及時報警，使管理方在第一時間獲知并搶修；集中控制器具有電池自動充電、過放電保護功能。

　4.4.2.2. 通信方式

　集中控制器同監控中心采用 2G/3G/4G 通訊方式，優點為高效、穩定。

　 4.4.2.3. 用電量數據采集

　集中控制器內置三相電表模塊，可以實時能監測配電柜的三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數等各種電參數，并自動生成用電量報表和用電分析報表。

　4.4.2.4. 設備保護

　集中控制器具備過流，過壓，防水，防雷，抗干擾等自我保護功能。同時具有較高的內部參數保護，保證終端運行的可靠性和穩定性。

　4.4.2.5. 獨立運行

　當集中控制器與監控指揮中心管理系統或通信線路發生故障時，集中控制器會根據預先設定的程序自動運行，確保照明系統的正常運行。

　4.4.2.6. 集中器數據處理性能

　采用先進的 ARM9 芯片，處理主頻不低于 180MHz； 集中控制器采用嵌入式 LINUX 多任務操作系統。

　4.4.2.7. 控制功能

　系統可對燈光照明進行分組、定策略、定時或人工遠程開/關；對系統監控的照明設施能分批依次開/關，以減少同時開/關對供電設備不利影響；集中控制器具有遠程、就地控制開啟、關閉線控回路功能，具備就地操作面板。

　4.4.2.8. 自動報警功能

　實現多種異常狀態的主動報警功能：當采集的電流、電壓超過設定閥值或亮燈率過低時能自動報警；當白天亮燈或晚上熄燈時自動報警。當發生外人打開配電箱門時能自動報警；當供電線路停電、缺相時能自動報警,并具備一定的應急處理能力；集中控制器具有漏電報警功能。

　 4.4.2.9. 程序遠程更新

　集中控制器支持通過上位機直接遠程升級功能； 集中控制器可以通過 U 盤在現場直接升級。

　4.4.2.10. 遠程抄表功能

　集中控制器自帶 RS485 接口，內置國網智能電表的 97 版和 07 版的 485 協議，因此可以遠程讀取智能電表的數據，并且形成數據表格。

　4.4.2.11. 集中 器接線圖

　 4.4.2.12. 主要技術參數

　▲ 設備外殼采用國家電表標準外殼材料 PC+10%GF 4U ▲ 帶液晶顯示功能 ▲ 工作溫度范圍：-40℃～+85℃ ▲ 寬電壓：96V-500VAC 輸入 ▲ 具有 10/100M 以太網接口、RS485 接口、USB 接口等 ▲ 支持 2G/3G/4G 通信方式，支持以太網遠程通訊方式 ▲ 可遠程電能等數據讀取，自帶電表并支持外置電表遠程數據讀取 ▲ 4 路 DO 開關量輸出，6 路 DI 開關量輸入檢測，2 路 DI 交流輸入檢測 ▲ 全密封防護外殼，防護等級 IP54 以上，能經受高壓、雷電及高頻信號干擾 ▲ 具備 RS485、RJ45、USB 接口，可支持本地升級、遠程升級、USB 升級 ▲ 設備一體式集成設計，各功能組件非零散可插拔結構 ▲ 終端內置高性能電力載波通信模塊

　 4.4.3 單燈控制器

　NB-IOT 單燈控制器是我司自主研發的控制設備，終端通過 Zigbee同集中器進行通信，實現對燈具的遠程開、關、查詢、調光、電參數獲取、故障判斷并報警等功能。

　4.4.3.1. 設備供電

　支持寬電壓供電，交流輸入電壓范圍：96V-264V，可支持全球任何國家的用電環境要求。

　4.4.3.2. 通信方式

　終端設備采用 ZigBee 通信方式。

　4.4.3.3. 控制功能

　終端支持遠程開燈、關燈、調光、狀態查詢、電參數查詢等多種操作。

　4.4.3.4. 用電量參數采集

　終端可以獲取燈具的：電流、電壓、功率、功率因素、電能等電參數。

　4.4.3.5. 報警功能

　終端支持：燈具故障、補償電容故障、保險絲故障、電源故障、燈具漏電、過壓、過流等多種主動報警功能。

　4.4.3.6. 統計功能

　終端支持：燈具亮燈時長、故障時長的統計功能。

　 4.4.3.7. 支持燈具電源主流調光接口

　終端同時具備 PWM 和 0-10V 兩種模式輸出。

　4.4.3.8. 主要技術參數

　▲ 工作電壓：96～264V（AC）

　▲ 工作溫度：-40℃－+85℃ ▲ 濕度要求：90％RH（＋40℃）

　▲ 適用燈型：LED 燈、氣體放電燈等 ▲ 具有路燈運行數據采集功能 ▲ 具有運行故障上報功能 ▲ 單燈設備故障不影響亮燈 ▲ 具有遠程開關功能，內部最小繼電器輸出 16A 以上 ▲ 具有 PWM 和 0-10V 調光輸出接口 ▲ 具有設備自動歸屬功能 ▲ 具備防雷功能 ▲ 防水等級：IP67

　5 、售后維護方案 本公司結合新洲區路燈售后服務的經驗，為使貴公司感到真正滿意，為您提供及時、迅速、優質的售后服務，特制定以下服務措施：

　1、 我公司保證按用戶提供的產品技術要求供貨，所提供產品，經國家認證

　 且符合國家規定標準。在交貨時，質量報告、產品檢驗報告等重要資料都隨貨送交。對監理的檢驗、質量跟蹤工作我公司將積極配合。

　2、 我公司保證所有產品完全符合國家質量要求，凡由我公司提供的產品，自交付使用之日起在正常使用條件下發生產品質量問題時，在接到用戶通知后保證在 48～72 小時內到達現場處理。

　3、 公司將長期為用戶提供免費的、詳細的技術支持，為了方便用戶的管理，我們將向用戶提供整套管理方案，以確保用戶及時獲得所需的服務。派出人員是熟悉產品，技術全面、具有充足知識的技術人員，能徹底免除您的后顧之憂，令產品發揮其最大的使用價值。

　4、 我公司還設有 24 小時咨詢熱線，我們將耐心、細致的為用戶解答所有遇到的問題。如果我公司的技術人員能夠在第一時間內找到解決的方法，會立刻給用戶以詳細的回答；若不能，我公司的技術人員會盡快制定措施，并通過電話或 E-MAIL，給用戶以最周到的服務。

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