Ευφυείς λύσεις φωτισμού λαμπτήρων δρόμου
Ευφυείς λύσεις φωτισμού λαμπτήρων δρόμου
Ολοκληρωμένη λύση για έξυπνους λαμπτήρες δρόμου - Ο έξυπνος φωτισμός δρόμων στους αστικούς δρόμους είναι στον ορίζοντα
Ο έξυπνος φωτισμός αποτελεί σημαντικό στοιχείο των έξυπνων πόλεων. Χρησιμοποιεί αστικούς αισθητήρες, τεχνολογία επικοινωνίας power line carrier/ZIGBEE και ασύρματη τεχνολογία επικοινωνίας GPRS/CDMA για τη σύνδεση των λαμπτήρων δρόμου στην πόλη, σχηματίζοντας ένα Διαδίκτυο των πραγμάτων και επιτυγχάνοντας απομακρυσμένο κεντρικό έλεγχο και διαχείριση των λαμπτήρων δρόμου. Διαθέτει λειτουργίες όπως η αυτόματη ρύθμιση της φωτεινότητας με βάση τον όγκο της κυκλοφορίας, την ώρα, τις καιρικές συνθήκες κ.λπ., ο απομακρυσμένος έλεγχος φωτισμού, ο ενεργός συναγερμός βλάβης, η αντικλεπτική προστασία των καλωδίων των λαμπτήρων και η απομακρυσμένη ανάγνωση των μετρητών. Οι έξυπνοι λαμπτήρες δρόμου μπορούν να ελέγχουν αποτελεσματικά την κατανάλωση ενέργειας, να εξοικονομούν σημαντικά πόρους ενέργειας, να βελτιώνουν το επίπεδο διαχείρισης του δημόσιου φωτισμού, να μειώνουν το κόστος συντήρησης και διαχείρισης και να χρησιμοποιούν τεχνολογίες επεξεργασίας πληροφοριών, όπως η πληροφορική, για την επεξεργασία και την ανάλυση μαζικών πληροφοριών αντίληψης, κάνοντας έξυπνες απαντήσεις και παρέχοντας έξυπνη υποστήριξη αποφάσεων για διάφορες ανάγκες, συμπεριλαμβανομένων των μέσων διαβίωσης των ανθρώπων, του περιβάλλοντος και της δημόσιας ασφάλειας, φέρνοντας έτσι τον αστικό οδικό φωτισμό σε μια έξυπνη κατάσταση.
1. Έξυπνος φωτισμός οδών σε αστικούς δρόμους
Ο αστικός οδικός φωτισμός αποτελεί σημαντικό στοιχείο των αστικών δημόσιων εγκαταστάσεων. Με την πρόοδο της αστικοποίησης, ο αριθμός των λαμπτήρων οδών στους αστικούς δρόμους αυξάνεται, η κατανάλωση ενέργειας αυξάνεται και η παροχή ενέργειας γίνεται περιορισμένη. Επιπλέον, οι εργασίες συντήρησης και το υψηλό κόστος συντήρησης του αστικού φωτισμού (όπως ο χειροκίνητος έλεγχος και η επιθεώρηση των λαμπτήρων δρόμου) έχουν προκαλέσει σημαντικές δυσκολίες στη διαχείριση των πόλεων. Οι υπηρεσίες διαχείρισης χρειάζονται πιο αποτελεσματική διαχείριση και λύσεις εξοικονόμησης ενέργειας για την προώθηση της επιστημονικής διαχείρισης και της πράσινης εξοικονόμησης ενέργειας του αστικού φωτισμού.
2. Σύγκριση και ανάλυση οφέλους των τεχνολογιών έξυπνου φωτισμού
Power Line Carrier και επικοινωνία ZigBee
Στον τομέα του ελέγχου έξυπνων λαμπτήρων δρόμου στις πόλεις, οι μέθοδοι επικοινωνίας GPRS + ZigBee και GPRS + power line carrier είναι δύο κύριες τεχνολογίες. Μεταξύ αυτών, η τεχνολογία GPRS είναι κατάλληλη για μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις, ενώ οι τεχνολογίες ZigBee και power line carrier είναι κατάλληλες για εφαρμογές δικτύωσης μικρών αποστάσεων. Εάν αυτές οι δύο τεχνολογίες συνδυαστούν, τα αντίστοιχα πλεονεκτήματά τους μπορούν να αξιοποιηθούν πλήρως. GPRS
Η τεχνολογία ZigBEE είναι υπεύθυνη για τη μετάδοση δεδομένων σε μεγάλες αποστάσεις (μεταξύ του κέντρου παρακολούθησης και της τοποθεσίας), ενώ η τεχνολογία ZigBEE και η τεχνολογία power line carrier είναι υπεύθυνες για τη συλλογή δεδομένων εντός των υποδικτύων (από τον κεντρικό ελεγκτή έως τον ελεγκτή του μεμονωμένου λαμπτήρα). Αυτή η μέθοδος δικτύωσης είναι πολύ κατάλληλη για περιπτώσεις όπου τα σημεία συλλογής είναι διάσπαρτα, το περιβάλλον συλλογής είναι σκληρό και οι απαιτήσεις για απόδοση και αξιοπιστία σε πραγματικό χρόνο είναι σχετικά υψηλές. Στο αστικό σύστημα έξυπνου φωτισμού, δεδομένου ότι ο όγκος των μεταδιδόμενων δεδομένων δεν είναι μεγάλος, το ZigBee, η τεχνολογία μεταφορέα γραμμής ισχύος κ.λπ. εφαρμόζονται όλα στον έλεγχο και τη διαχείριση των λαμπτήρων δρόμου. Η τεχνολογία power line carrier μεταδίδει δεδομένα μέσω ηλεκτρικών γραμμών, η οποία είναι βολική και γρήγορη, αλλά η απόσταση μετάδοσης είναι μικρή, η απώλεια σήματος είναι μεγάλη και η παλμική παρεμβολή είναι σοβαρή- ενώ η τεχνολογία ZigBee έχει τα πλεονεκτήματα του χαμηλού κόστους, της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και της ευέλικτης δικτύωσης, αλλά η προσαρμοστικότητα και η σταθερότητά της σε δυναμικά περιβάλλοντα είναι ελαφρώς χειρότερες.
3. Λύσεις και εισαγωγή προϊόντων

Με την αυξανόμενη προώθηση των έξυπνων πόλεων, οι λαμπτήρες εξοικονόμησης ενέργειας LED είναι πιο κατάλληλοι για την αντικατάσταση των λαμπτήρων νατρίου υψηλής ισχύος, οι οποίοι μπορούν όχι μόνο να εξοικονομήσουν σημαντική ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά και να μειώσουν την πίεση στο περιβάλλον. Με την πρόοδο της αστικής ανάπτυξης, οι έξυπνες πόλεις βελτιώνονται διαρκώς και η ζήτηση για αστικά hotspots WIFI, αστικές τοποθεσίες μικρών και μικροσταθμών βάσης, αστική βιντεοεπιτήρηση δρόμων και αστικά στρώματα αισθητήρων (παρακολούθηση PM2.5, παρακολούθηση ροής κυκλοφορίας κ.λπ.) αυξάνεται, γεγονός που προωθεί επίσης το διαφοροποιημένο σύστημα εφαρμογών των έξυπνων στύλων λαμπτήρων. Με την πλήρη ενσωμάτωση των υφιστάμενων πόρων λαμπτήρων δρόμου στους αστικούς δρόμους και τη χρήση των λαμπτήρων δρόμου ως φορέων για την οικοδόμηση έξυπνων πόλεων, θα γίνει μια σημαντική τάση στο μέλλον, και ταυτόχρονα, θα κάνει επίσης λογική χρήση των δημόσιων πόρων στους δημοτικούς δρόμους και θα αποτρέψει τη σπατάλη διπλών πόρων.
3.1 Εισαγωγή προϊόντος
Οι έξυπνοι λαμπτήρες δρόμου είναι έξυπνα προϊόντα λαμπτήρων δρόμου που ενσωματώνουν διάφορες καινοτομίες τεχνολογίας εξοπλισμού πληροφοριών και σύνθετες εφαρμογές. Έχουν πολλαπλές λειτουργίες, όπως έξυπνος φωτισμός, hotspots WIFI, συλλογή περιβαλλοντικών πληροφοριών, ασφάλεια και έξυπνη παρακολούθηση του δρόμου, απελευθέρωση πληροφοριών, οπτικός συναγερμός έκτακτης ανάγκης και έξυπνη φόρτιση για ηλεκτρικά οχήματα. Το προϊόν υιοθετεί σχεδιασμό αρθρωτής δομής και οι πελάτες μπορούν να επιλέξουν διαφορετικές λειτουργικές μονάδες ανάλογα με τις διαφορετικές ανάγκες και τα σενάρια εφαρμογών για την παροχή καλύτερων υπηρεσιών και υποδομών για τους ιδιοκτήτες και τους τελικούς χρήστες τους.
3.2 Λειτουργία προϊόντος και περιγραφή προδιαγραφών
Το σύστημα έξυπνων λαμπτήρων δρόμου αποτελείται από επτά υποσυστήματα εφαρμογών: υποσύστημα ασύρματου WLAN, υποσύστημα έξυπνης παρακολούθησης, υποσύστημα παρακολούθησης περιβαλλοντικών αισθητήρων, υποσύστημα σωρού φόρτισης και υποσύστημα βιντεοσκοπημένης και φωνητικής υποστήριξης. Κάθε υποσύστημα εφαρμογής μπορεί να λειτουργήσει σε συνδυασμό σύμφωνα με τις πραγματικές ανάγκες και οι χρήστες μπορούν επίσης να επιλέξουν διαφορετικά υποσυστήματα εφαρμογής για συνδυασμένη εφαρμογή με βάση τις πραγματικές καταστάσεις.
3.2.1 Υποσύστημα έξυπνου λαμπτήρα δρόμου LED
Ο λαμπτήρας LED υιοθετεί ένα σχηματισμένο κέλυφος από χυτό χυτοσίδηρο υψηλής πίεσης και υποβάλλεται σε επεξεργασία με εξωτερικό ηλεκτροστατικό ψεκασμό. Χρησιμοποιεί υλικά με υψηλή θερμική αγωγιμότητα και κράμα αλουμινίου για την απαγωγή της θερμότητας. Η γωνία του λαμπτήρα διαθέτει ρυθμιστή και επισημαίνεται με κλίμακα ρύθμισης, επιτρέποντας τη ρύθμιση κατά 45 μοίρες προς τα πάνω και προς τα κάτω. Διαθέτει αρθρωτή σχεδίαση και τυποποιημένες διεπαφές εγκατάστασης για γρήγορη συντήρηση και επισκευή. Μπορεί να ενεργοποιηθεί και να απενεργοποιηθεί εξ αποστάσεως, να ρυθμιστεί η φωτεινότητα, ενώ τα δεδομένα κατανάλωσης ενέργειας και η κατάσταση του λαμπτήρα μπορούν να αναζητηθούν μέσω του τερματικού ελεγκτή. Οι πελάτες μπορούν να επιλέξουν λαμπτήρες σύμφωνα με τις διαφορετικές ανάγκες τους.
3.2.2 Υποσύστημα απελευθέρωσης πληροφοριών πολυμέσων δικτύου
Η πλήρως έγχρωμη οθόνη απεικόνισης στον πυλώνα λαμπτήρων LED χρησιμεύει ως πλατφόρμα για την απελευθέρωση πληροφοριών πολυμέσων δικτύου. Είναι ενσωματωμένη με βασικές μονάδες ευφυούς διαχείρισης LAN, WIFI και 3G, επιτρέποντας τον ευέλικτο έλεγχο των διαφημίσεων, την εύκολη αντικατάσταση των γραφικών και των πληροφοριών κειμένου της διαφήμισης και την προβολή πληροφοριών όπως εμπορικές διαφημίσεις, δημόσια διαφήμιση δημόσιας ευημερίας, δημοσιοποίηση πληροφοριών για το κοινό, προειδοποιήσεις έκτακτης ανάγκης, προβολή περιφερειακών χαρτών και περιβαλλοντικές συνθήκες ατμοσφαιρικής ρύπανσης.
3.2.3 Ασύρματο υποσύστημα WLAN
Ο έξυπνος λαμπτήρας δρόμου ενσωματώνει ένα ασύρματο σημείο πρόσβασης (AP) ως σημείο πρόσβασης του δικτύου WLAN, με ακτίνα κάλυψης 150 μέτρων (ισχύς σήματος που φτάνει τα -65dbm). Η κάλυψη WIFI υιοθετεί μια λειτουργία κάλυψης ασύρματου σημείου πρόσβασης διπλής ζώνης υψηλής ισχύος, υποστηρίζοντας την τελευταία γενιά πρωτοκόλλου 802.11ac υπαίθριο ασύρματο AP διπλής ζώνης (Access Point), υποστηρίζοντας 33MIMO, υποστηρίζοντας συχνότητες 2,4GHz και 5GHz, υποστηρίζοντας ασύρματες γέφυρες και συμβατό με τα πρότυπα IEEE802.11a/b/g/n/ac. Η διπλή ζώνη παρέχει ταυτόχρονα υπηρεσίες, παρέχοντας υψηλότερη χωρητικότητα πρόσβασης, με πλήρεις δυνατότητες υποστήριξης υπηρεσιών, πλήρεις δυνατότητες ελέγχου πρόσβασης χρηστών, υψηλού επιπέδου ασφάλεια δικτύου, ευέλικτη δικτύωση και περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα, απλή διαχείριση και συντήρηση εξοπλισμού, υψηλό επίπεδο αξιοπιστίας και προστασίας κ.λπ. ικανοποιώντας τις απαιτήσεις ανάπτυξης δικτύου τύπου εξωτερικής εγκατάστασης.
Μέθοδοι ελέγχου ταυτότητας/κρυπτογράφησης, έλεγχος πρόσβασης MAC, κρυπτογράφηση WEP και άλλοι μηχανισμοί ασφαλείας διασφαλίζουν την ασφάλεια των δεδομένων στα δημόσια δίκτυα. Ο μοναδικός σχεδιασμός αντικεραυνικής προστασίας και η ικανοποίηση των απαιτήσεων για την προστασία από υπερτάσεις του εξοπλισμού επικοινωνίας σύμφωνα με την TEC61000-4-5, επιτρέπουν τη λειτουργία του σε εξωτερικά σκληρά περιβάλλοντα. Διαθέτει υψηλή απόδοση και ισχυρή χωρητικότητα φορτίου, χρησιμοποιώντας επεξεργαστές υψηλής απόδοσης και τεχνολογία ελέγχου ασύρματης ραδιοσυχνότητας για τη διασφάλιση σταθερής ισχύος σήματος και ποιότητας σήματος εξόδου, υποστηρίζοντας αυτόματη ρύθμιση ισχύος, αυτόματη ρύθμιση συχνότητας, εξισορρόπηση φορτίου και άλλες λειτουργίες, καθιστώντας την ασύρματη δικτύωση μεγάλης κλίμακας πιο ευέλικτη.
3.2.4 Υποσύστημα έξυπνης παρακολούθησης
Ο έξυπνος λαμπτήρας δρόμου ενσωματώνει κάμερες, οι οποίες χρησιμεύουν ως έξυπνες μονάδες του έξυπνου συστήματος παρακολούθησης. Υιοθετούν κάμερες θόλου υψηλής ευκρίνειας δικτύου υπερύθρων 3 megapixel που υποστηρίζουν τον αποδοτικό αλγόριθμο συμπίεσης H.265 και υποστηρίζουν ταυτόχρονα 10 τύπους ανάλυσης συμπεριφοράς και 4 τύπους ανίχνευσης ανωμαλιών. Διαθέτουν λειτουργία κλίσης και μπορούν να ρυθμιστούν ώστε να συλλέγουν εικόνες 360 μοιρών σε τακτά χρονικά διαστήματα. Ενώ ικανοποιεί τις απαιτήσεις παρακολούθησης βίντεο για πλήρη κάλυψη οδικών τμημάτων και καταγραφή υψηλής ευκρίνειας 24/7 για τα συμβατικά συστήματα παρακολούθησης οδών, το έξυπνο σύστημα παρακολούθησης εισάγει πολλαπλές κορυφαίες στον κλάδο ευφυείς τεχνολογίες βίντεο, όπως ανίχνευση βίντεο σε πλήρη οθόνη, παρακολούθηση βίντεο και αναγνώριση πινακίδων κυκλοφορίας. Ταυτόχρονα, μπορεί να συνδεθεί με συσκευές οπτικού συναγερμού έκτακτης ανάγκης για την παρακολούθηση συγκεκριμένων περιοχών.
3.2.5 Υποσύστημα παρακολούθησης περιβαλλοντικών αισθητήρων
Οι περιβαλλοντικοί αισθητήρες που είναι ενσωματωμένοι στον έξυπνο λαμπτήρα δρόμου μπορούν να παρακολουθούν πληροφορίες περιβαλλοντικής ανίχνευσης, όπως τα PM2.5, η θερμοκρασία, η υγρασία, η ατμοσφαιρική πίεση, η ταχύτητα του ανέμου, η κατεύθυνση του ανέμου, η βροχόπτωση και ο θόρυβος σε πραγματικό χρόνο. Μετά την ανάλυση και την επεξεργασία των δεδομένων που συλλέγονται, απελευθερώνονται σε πραγματικό χρόνο μέσω της πλατφόρμας απελευθέρωσης της πόλης (απελευθέρωση οθόνης LED και προτροπές WIFI hotspot), διευκολύνοντας τις μετακινήσεις των πολιτών και παρέχοντας βασικά μετεωρολογικά δεδομένα για το μετεωρολογικό γραφείο και δεδομένα ανάλυσης ρύπανσης για το γραφείο προστασίας του περιβάλλοντος.
3.2.6 Υποσύστημα σωρού φόρτισης
Ο έξυπνος λαμπτήρας δρόμου ενσωματώνει ένα σωρό φόρτισης εναλλασσόμενου ρεύματος για ηλεκτρικά οχήματα, ο οποίος μπορεί να παρέχει εναλλασσόμενη ισχύ για ηλεκτρικά οχήματα εξοπλισμένα με φορτιστές επί του οχήματος. Η λειτουργία είναι απλή και κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτισης, μπορεί να εμφανίζει σε πραγματικό χρόνο τη λειτουργία φόρτισης, τον χρόνο, την ισχύ και τις πληροφορίες κόστους.
3.2.7 Υποσύστημα βιντεοσκοπημένης και φωνητικής βοήθειας
Ο έξυπνος λαμπτήρας δρόμου ενσωματώνει εξοπλισμό βοήθειας συναγερμού, ο οποίος μπορεί να επιτρέψει στο κέντρο παρακολούθησης να μεταδώσει στο εξωτερικό και στις εξωτερικές επεκτάσεις για να καλέσει το κέντρο παρακολούθησης. Η εξωτερική εκπομπή μπορεί να απελευθερώσει πληροφορίες έκτακτης ανάγκης, ειδοποιήσεις, κυβερνητικές υποθέσεις, ειδήσεις κ.λπ. Η εξωτερική επέκταση που καλεί το κέντρο παρακολούθησης μπορεί να επιτύχει κλήσεις έκτακτης ανάγκης. Όταν οι πολίτες αντιμετωπίζουν καταστάσεις έκτακτης ανάγκης και χρειάζονται βοήθεια, πατώντας το κουμπί έκτακτης ανάγκης με ένα πλήκτρο θα εμφανιστούν αμέσως οι πληροφορίες συναγερμού στην πλατφόρμα του κέντρου διοίκησης 110 στη δικαιοδοσία, επιτρέποντας την ταχεία ανταπόκριση, τη δικτυακή βοήθεια και την κοντινή αποστολή. Το σύστημα συναγερμού έκτακτης ανάγκης ενός πλήκτρου της πόλης μπορεί να καταπολεμήσει αποτελεσματικά τους εγκληματίες και διαδραματίζει πολύ σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της αστικής δημόσιας ασφάλειας. Μπορεί να ενισχύσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της διαχείρισης καταστάσεων έκτακτης ανάγκης, να βελτιώσει τη διοικητική αποτελεσματικότητα της κυβέρνησης και να δημιουργήσει μια υψηλή δημόσια εικόνα. Το σύστημα αυτό αποσκοπεί στη δημιουργία ενός ολοκληρωμένου δικτύου φωνητικής βοήθειας εντός της πόλης για να διασφαλίσει την ασφάλεια κάθε γωνιάς της πόλης και να αποτρέψει όλους τους πιθανούς κινδύνους ασφαλείας.

Οι δημοτικοί λαμπτήρες δρόμου LED αντιπροσωπεύουν μια σημαντική κατεύθυνση στην ανάπτυξη της τεχνολογίας έξυπνου φωτισμού. Η αντικατάσταση των παραδοσιακών δημοτικών λαμπτήρων δρόμου, όπως οι λαμπτήρες νατρίου υψηλής πίεσης, με λαμπτήρες δρόμου LED μπορεί να εξοικονομήσει τουλάχιστον 50% ηλεκτρικής ενέργειας, διασφαλίζοντας παράλληλα την ποιότητα του οδικού φωτισμού. Ως εκ τούτου, η ευρεία προώθηση αυτού του εξοπλισμού θα εξοικονομήσει άμεσα μεγάλη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας.
Με την εγκατάσταση ολοκληρωμένου εξοπλισμού λαμπτήρων δρόμου και σταθμών φόρτισης στις θέσεις των δημοτικών λαμπτήρων δρόμου, είναι δυνατή η κατασκευή ολοκληρωμένων εγκαταστάσεων φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων χωρίς την κατάληψη πρόσθετων πόρων γης. Η προσέγγιση αυτή έχει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τους παραδοσιακούς σταθμούς φόρτισης και τους σωρούς φόρτισης. Σύμφωνα με τις αναπτυξιακές ανάγκες των πόλεων, η κάλυψη σήματος των αστικών μικροσταθμών βάσης είναι περιορισμένη, γεγονός που επηρεάζει άμεσα την καθημερινή επικοινωνία των ανθρώπων. Με τη χρήση των στύλων φωτισμού του δρόμου ως φορέων και την εγκατάσταση μικροσταθμών βάσης, ευνοείται περισσότερο η κάλυψη των σταθμών βάσης και επιλύεται επίσης το πρόβλημα του υψηλού ανθρώπινου και υλικού κόστους για την εγκατάσταση σήματος για τους φορείς εκμετάλλευσης τηλεπικοινωνιών. Ταυτόχρονα, η εγκατάσταση σημείων εστίασης σήματος WIFI σε στύλους λαμπτήρων δρόμου καθιστά τις καθημερινές μετακινήσεις των ανθρώπων πιο εύκολες και παρέχει έμμεσα ασύρματα σήματα για τη μετάδοση βίντεο ασφαλείας για τις δημοτικές υπηρεσίες διαχείρισης δρόμων. Αυτό όχι μόνο εξοικονομεί το κόστος εγκατάστασης ακριβών καλωδίων οπτικών ινών, αλλά παρέχει επίσης δίκτυα υψηλής ταχύτητας με μεγαλύτερη ευκολία, επιτρέποντας την ανάλυση σε πραγματικό χρόνο των καταστάσεων οδικής ασφάλειας και συμφόρησης. Με την αυξανόμενη σοβαρότητα της περιβαλλοντικής ρύπανσης, η εγκατάσταση συσκευών περιβαλλοντικής παρακολούθησης σε στύλους οδικών φωτιστικών σωμάτων ευνοεί περισσότερο την προσοχή των ανθρώπων στο αστικό περιβάλλον διαβίωσης και την ενίσχυση της περιβαλλοντικής τους ευαισθητοποίησης.