文/吳俊

1 引言

目前，國內(nèi)城市的路燈管理和監(jiān)測方式普遍還是比較落后的，大部分城市仍然采用的是手動控制和人力巡查的方式進行路燈的開關(guān)燈和維護，這樣會浪費大量的人力和物力。這種相對簡單、粗放、智能化程度和節(jié)能水平偏低的照明監(jiān)管方式，因為無法實時獲取每一盞路燈的狀態(tài)，無法根據(jù)外部的環(huán)境因素、時間因素自動調(diào)整每一盞路燈的亮度和開關(guān)，已經(jīng)不能夠勝任現(xiàn)在公眾和政府對智能化照明的要求。本文提出通過構(gòu)建一種基于LoRa和NBIOT的雙模路燈控制系統(tǒng)，可以通過調(diào)光、開關(guān)燈策略等方式降功率運行，既提高了路燈的管理效率，又提升了城市路燈控制智能化的程度，從而達到節(jié)能減排的目的；同時通過白天自動關(guān)閉路燈可以讓路燈線路可以24小時持續(xù)為5G基站、智慧城市物聯(lián)網(wǎng)終端供電，加速智慧城市和5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)速度，為中國的不斷的發(fā)展做出了貢獻。

2 LoRa和NB-IOT雙模路燈控制系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢

相較于傳統(tǒng)的人力控制和變電箱控制，無線路燈控制技術(shù)具有非常明顯的優(yōu)勢，但是因為技術(shù)的不成熟和費用等問題一直沒有被大力推廣和全面應(yīng)用。本系統(tǒng)涉及的的LoRa和NB-IOT無線技術(shù)都是采用的最新的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，相比之前的zigbee和GPRS無線技術(shù)在抗干擾能力、傳輸距離、覆蓋范圍、穩(wěn)定性、費用方面都具有較大的優(yōu)勢，能夠滿足城市路燈分布密集、數(shù)量多、實時性要求高的需求。但是任何一種無線技術(shù)方式都會存在被干擾、信號不良等問題，為了保證設(shè)備的可靠性，本系統(tǒng)將兩種最新的無線通訊技術(shù)相結(jié)合，如果其中一種通訊方式出現(xiàn)問題，本系統(tǒng)會自動切換到另一種通訊方式，從而保證信息及指令完整可靠的接收和發(fā)送，并會將相關(guān)錯誤信息及時傳遞到遠程控制中心。如圖1所示。

3 LoRa和NB-IOT雙模路燈控制系統(tǒng)的總體框架

雙模路燈控制系統(tǒng)主要由單燈控制器、通訊系統(tǒng)、路燈管理平臺構(gòu)成,其中單燈控制器主要負責采集路燈的實時數(shù)據(jù)并通過LoRa和NB-IOT雙模通訊系統(tǒng)發(fā)送到路燈管理平臺，同時接收路燈管理平臺發(fā)送的各種命令，從而實現(xiàn)控制路燈遠程開關(guān)燈、調(diào)光、實時報警等功能。

圖1：各類路燈無線通訊方式的對比圖

LoRa和NB-IOT雙模通訊系統(tǒng)可以實時監(jiān)測無線信號的質(zhì)量，在某一種無線信號質(zhì)量不佳時會無縫切換到另一種通訊模式進行數(shù)據(jù)傳輸，從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性，提高系統(tǒng)的準確性。

路燈管理平臺可以記錄每一盞路燈的實時數(shù)據(jù)，當路燈發(fā)生故障時，會及時派發(fā)工單給相關(guān)班組人員，從而改變原有路燈的維護模式，從巡修變?yōu)槎c維修。如圖2所示。

4 應(yīng)用案例

南京市為響應(yīng)政府的節(jié)能減排、智慧城市的號召，已經(jīng)部署超過了2萬盞單燈控制器，為路燈智能化奠定了堅實的基礎(chǔ)。同時在龍山南路、龍?zhí)┞?、江北大道率先部署?00套雙模單燈控制器，各項路燈數(shù)據(jù)能夠通過雙模單燈控制器實時上傳到路燈管理平臺，路燈維護班組只需根據(jù)路燈管理平臺派發(fā)的工單進行單燈維護管養(yǎng)，為南京市路燈處節(jié)省了大量的人力物力。如圖3所示。

5 結(jié)語

目前智慧路燈控制系統(tǒng)的建設(shè)主要還是由一些大城市在推動，但是隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和技術(shù)的不斷改進，智慧路燈控制系統(tǒng)將不斷的被應(yīng)用和推廣，為社會帶來巨大的效益。同時隨著智慧城市和5G網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，路燈控制系統(tǒng)將是保障智慧城市和5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要基礎(chǔ)，路燈通過智能控制系統(tǒng)將成為物聯(lián)網(wǎng)時代最重要的角色之一。

圖2：雙模路燈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖3