第一章 概述
（一）前言
中國已確立物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)地位，國務院《關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》明確提出“促進物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)和示范應用”，而在中共中央關于十二五規(guī)劃的建議中，也表示要培育發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
隨著中國城市和經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城市路燈照明已經(jīng)成為展示城市魅力的名片和窗口，但是照明在帶來絢麗和方便的同時，也遇到了諸多問題。目前，我國大部分城市的路燈照明都采用"全夜燈恒照度"的方式，控制方式仍然是簡單的光控和時控等傳統(tǒng)方式，這大大增加了城市的用電量，為此，政府承擔著巨額的財政支出，而路燈照明設備的使用壽命也大大降低。目前已知的實施案例國外的包括英國采用iPAD進行控制的威斯敏斯特街道照明系統(tǒng)，德國的采用手機進行路燈點亮的技術(shù)，美國的基于WIFI對路燈進行控制管理的技術(shù)。所以星云天啟公司推廣基于云計算核心的物聯(lián)網(wǎng)路燈遠程節(jié)能自動化控制系統(tǒng)，降低電網(wǎng)壓力及節(jié)能減排勢在必行！
（二）目前路燈發(fā)展現(xiàn)狀
1、能量浪費
（1）高壓鈉燈在氣體電離發(fā)光后，適當調(diào)節(jié)功率可節(jié)約30%以上的電能，而人的主觀亮度絲毫不會發(fā)生變化（即人無法識別對比的兩組路燈哪一組更亮）。如果調(diào)的電量過低，鈉燈就會滅，達不到照明效果；
（2）對夜深時可實行隔盞開燈，或只開馬路內(nèi)側(cè)燈，可節(jié)約電能10%-20%，但由于電路結(jié)構(gòu)和路段復雜性，無法達到滿足照明需求的同時節(jié)能效益最大化；
（3）白天開燈巡檢，造成不必要的能源浪費，維修更換路燈時需要將整個線路的路燈點亮，造成電能的無限浪費；
（4）高壓鈉燈在報廢前或故障時燈管電流已經(jīng)出現(xiàn)較大異常。此時路燈還能照常點亮，不能被及時發(fā)現(xiàn)，嚴重浪費電能；
（5）LED燈的節(jié)能效果雖好，但是恒照度的設置，造成城市電源的大量浪費。
2、管理不便
（1）現(xiàn)有的照明設施管理主要采用人工巡查模式，工作量大，且浪費物力、財力。故障依據(jù)主要來源于巡視人員上報和市民投訴，缺乏主動性、及時性和可靠性，不能實時、準確、全面地監(jiān)控全城的路燈運行狀況，缺乏故障預警機制；
（2）路燈系統(tǒng)的工作狀態(tài)不能自動隨時間、季節(jié)、天氣、節(jié)日燈不同情況進行亮化方案的變化，如果采用人工逐臺設置費時費力；
（3）維修路燈是需要逐條馬路亮燈查詢，不能快速定位故障位置，定位費時費力；
調(diào)整路燈開關燈時間或更改整體照明方案時，需要逐配電箱人工手動操作，不僅費時費力，而且增加了認為誤操作的可能性；
（4）由于沒有有效的防范措施，電纜盜竊現(xiàn)象時有發(fā)生，尤其在外環(huán)或城郊結(jié)合部情況更是嚴重，使國家蒙受巨大損失。
3、效率低下
（1）缺乏功能強大的遠程集中控制系統(tǒng)；
（2）無法儲存路燈電網(wǎng)的運行數(shù)據(jù)；
（3）無法根據(jù)歷史數(shù)據(jù)對路燈電網(wǎng)進行優(yōu)化；
（4）沒有高效的路燈用電費用管理和查詢工作，因此對路燈總體用電情況不夠清晰；
（6）無法進行燈具老化時間的分析，從而不能有效降低維護費用；
（7）用電高峰時期有斷電方案，但沒有有效的執(zhí)行工具；
（8）缺乏路燈自動分析匯總系統(tǒng)。
（三）需求分析
本方案研發(fā)的基于云計算核心的物聯(lián)網(wǎng)路燈遠程節(jié)能自動化控制系統(tǒng)將所有控制終端連接到云計算服務器，云計算中心服務器采用多端口、多進程、多線程復合通訊技術(shù)，能夠支持極大量的終端同時連接，并且能夠做到實時數(shù)據(jù)傳輸與控制。另一方面，可以通過控制中心對不同的終端設備進行協(xié)議設置，云計算服務器會將協(xié)議透傳給終端設備。達到節(jié)能減排、保護環(huán)境的目的。
1、項目建設是民生所向。施工和維護者以及行人、駕乘者需求的共性與個性，并與應用環(huán)境相適應的和諧統(tǒng)一，良好的道路照明為人們出行提供舒適便利，保障行車安全。
2、項目建設是建設節(jié)約能源型社會的需要。當前我國正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加快發(fā)展的階段，能源資源的消耗強度較高，加大了能源資源的緊張程度。黨的十六屆五中全會提出，把節(jié)約資源作為基本國策，加快建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。
3、項目建設是行業(yè)發(fā)展趨勢。對于城市的規(guī)劃者與管理者來說，高效可靠的道路照明系統(tǒng)可保障城市動脈的安全穩(wěn)定運行,降低維護時間和費用,減少對社會資源的占用；還能通過出色的節(jié)能表現(xiàn),提高城市可持續(xù)發(fā)展的整體水平和后勁儲備。
4、項目建設為國家科技規(guī)劃及相關政策重點支持發(fā)展領域。發(fā)改委會同環(huán)保部等部門發(fā)布的《節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》將節(jié)能環(huán)保列為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之首。規(guī)劃把高效節(jié)能技術(shù)和裝備、高效節(jié)能產(chǎn)品、節(jié)能服務產(chǎn)業(yè)、先進環(huán)保技術(shù)和裝備、環(huán)保產(chǎn)品與環(huán)保服務六大領域列為重點支持對象，在財政、稅收、金融等方面提供政策支持。
（四）方案的目的及意義
本方案采用星云天啟云計算有限公司自主研發(fā)的基于云計算核心的物聯(lián)網(wǎng)路燈遠程節(jié)能自動化控制系統(tǒng)來完美取代老式的PLC系統(tǒng)，通過路燈遠程節(jié)能自動化控制系統(tǒng)來實現(xiàn)對路燈的智能化控制，提高了路燈照明的有效性，達到節(jié)能控制的目的，促進了社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
第二章 公司簡介
（一）關于我們
星云天啟 (Wiscloud)成立于2007年，擁有一流的研發(fā)設計團隊，始終堅持自主創(chuàng)新，公司擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的嵌入式操作系統(tǒng)，Wiscloud nebula protocol（星網(wǎng)自動組網(wǎng)協(xié)議），WisOS云計算操作系統(tǒng)，為用戶提供全球領先的物聯(lián)網(wǎng)、云計算、游戲等軟硬件產(chǎn)品及平臺服務，主要產(chǎn)品有：
物聯(lián)網(wǎng)&云計算
基于云計算核心的工業(yè)自動化控制設備及云計算控制平臺；
基于云計算核心的自動化節(jié)能控制設備及云計算控制平臺；
基于云計算核心的iWiscloud智慧家居控制中心；
全球領先的無線環(huán)境及空氣質(zhì)量傳感器；
具有自動電流及故障檢測功能的無線自組網(wǎng)觸摸開關；
全球領先的無插件多人實時網(wǎng)頁/手機游戲平臺。
“云”是公司產(chǎn)品的“代言人”，所有產(chǎn)品都是基于云計算核心。
公司網(wǎng)址：http://www.comecomment.com/
（二）硬件基礎
星云天啟擁有功能完備的大型云計算數(shù)據(jù)中心，采用先進的網(wǎng)絡框架設計，電信、聯(lián)通、移動千兆光纖接入，目前存儲能力已達PB級以上；CDN負載均衡，實現(xiàn)數(shù)據(jù)更快更穩(wěn)定的傳輸；異地替換方案，保證了數(shù)據(jù)不會丟失，當一個數(shù)據(jù)中心發(fā)生故障時，異地的數(shù)據(jù)中心會立刻將工作進行替換，確保我們穩(wěn)定的服務；多臺在線式大功率智能UPS可提供48小時以上的后備供電設備發(fā)電機；同時數(shù)據(jù)中心有幾十臺小型機、大量高端服務器、大型磁盤陣列等設備。強大的硬件設施使我們擁有強大的運算能力，災難應對和恢復力，能為用戶提供高速、安全、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)服務。
第三章 系統(tǒng)總體設計
（一）系統(tǒng)設計原則
本方案設計遵循技術(shù)先進、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則。并綜合考慮施工、維護及操作因素，并將為今后的發(fā)展、擴建、改造等因素留有擴充的余地。本系統(tǒng)設計內(nèi)容是系統(tǒng)的、完整的、全面的；設計方案具有科學性、合理性、可操作性。其具有以下 原則：
1、先進性與適應性
系統(tǒng)的技術(shù)性能和質(zhì)量指標達到國際領先水平；同時，系統(tǒng)的安裝調(diào)試、軟件編程和操作使用簡便易行，容易掌握，適合中國國情和本項目的特點。該系統(tǒng)集國際眾多先進技術(shù)與一身，體現(xiàn)了當前計算機控制技術(shù)與計算機網(wǎng)絡技術(shù)的最新發(fā)展水平，適應時代發(fā)展的要求。同時系統(tǒng)是面向各種管理層次使用的系統(tǒng)。其功能和配置以能給用戶提供舒適。安全、方便、快捷為準則，其操作應簡便易學。
2、經(jīng)濟性與實用性
充分考慮用戶實際需要和信息技術(shù)發(fā)展趨勢，根據(jù)用戶現(xiàn)場環(huán)境，設計選用功能和適合現(xiàn)場情況、符合用戶要求的系統(tǒng)配置方案，通過嚴密、有機的組合，實現(xiàn)最佳的性能價格比，以便節(jié)約工程投資，同時保證系統(tǒng)功能實施的需求，經(jīng)濟適用。
3、可靠性與安全性
系統(tǒng)的設計具有較高的可靠性，在系統(tǒng)故障或事故造成中斷后，能確保數(shù)據(jù)的準確性、完整性和一致性，并具備迅速恢復的功能，同時系統(tǒng)具有一整套完成的系統(tǒng)管理策略，可以保證系統(tǒng)的運行安全。
4、開放性
以現(xiàn)有成熟的產(chǎn)品為對象設計，同時還考慮到周邊信息通信環(huán)境的現(xiàn)狀的發(fā)展趨勢，可以消防、防盜、聚光系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動，可實現(xiàn)遠程控制。
5、可擴充性
系統(tǒng)設計中考慮到今后技術(shù)的發(fā)展和使用的需要，具有更新、擴充和升級的可能。并根據(jù)今后該項目工程的實際要求擴展功能，同時，本方案在設計中留有冗余，以滿足今后的發(fā)展要求。
6、追求最優(yōu)化的系統(tǒng)設備配置
在滿足用戶對功能、質(zhì)量、性能、價格和服務等各方面要求的前提下，追求最優(yōu)化的系統(tǒng)設備配置，以盡量降低系統(tǒng)造價。
7、保留足夠的擴展容量
該項目設置的控制容量保留一定的余地，以便在系統(tǒng)中改造新的控制點；系統(tǒng)中還保留與其他計算機或自動化系統(tǒng)連接的接口；也盡量考慮未來科學的發(fā)展和新技術(shù)的應用。
8、提高監(jiān)管力度與綜合管理水平
本項目系統(tǒng)設備控制需要高效率、準確及可靠。本系統(tǒng)通過中央控制系統(tǒng)對各子系統(tǒng)運行情況進行綜合控制，時時動態(tài)掌握監(jiān)視及報警情況。閉路電視監(jiān)控大大減少勞動強度，減少設備運行維護人員；另外，系統(tǒng)的綜合統(tǒng)籌管理可使設備按最優(yōu)組合運行，在最佳情況下運行，既可節(jié)能，又可大大減少設備損耗，減少設備維修費用，從而提高監(jiān)管力度與綜合管理水平。
（二）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)路燈遠程節(jié)能自動化控制系統(tǒng)
1、遠程節(jié)能自動化控制平臺
星云天啟基于云計算核心的物聯(lián)網(wǎng)路燈遠程節(jié)能自動化控制能夠?qū)⒍噙_幾十萬臺的控制終端同時連接到云計算中心，可以在同一平臺下對多個地區(qū)、多個控制點的路燈進行集中控制，更能夠進行大范圍綜合計算與綜合控制，實現(xiàn)對路燈的明暗度、開啟時間、開啟數(shù)量管控，故障檢測，遠程控制，狀態(tài)回饋，應急預案等控制，實現(xiàn)了路段路燈的智能節(jié)能管理。
（二）定制照明規(guī)則，完全實現(xiàn)按需照明
照明的首要目的是保障道路交通的安全，車流、人流、天氣、環(huán)境光照、位置、亮化美觀等因素都是實現(xiàn)按需照明需要綜合考慮的因素，按照區(qū)域和街道和時間段分別設置路燈開啟規(guī)則。
1、如對重點防范區(qū)域路燈全部開啟，安全地段、有防護欄路段、后半夜人流量很少路段則按比例開啟和控制路燈（僅開道路內(nèi)側(cè)燈或外側(cè)燈、循環(huán)式隔桿開燈、保持視覺照度的情況下調(diào)降功率）；
2、當遇到惡劣天氣的時候，周圍環(huán)境會提早暗下來，采用星云天啟光照度傳感器，用于對外部環(huán)境的亮度檢測，及時的開啟或者關閉路燈；采用溫度傳感器，用于檢測設備的實時溫度，防止出現(xiàn)溫度過高而損壞路燈；
3、汽車平時夜間開車，頭燈是白光或淡黃光，配有黃色霧燈的車輛遇到起霧，就能靠霧燈提高能見度。智慧路燈亦可通過傳感器，自動偵測起霧、光線和緊急事故時，彈性調(diào)整高速公路的路燈顏色。
（三）電腦巡視，實時監(jiān)控工作狀態(tài)，降低維護成本
通過星云天啟云管控平臺實現(xiàn)任意終端（電腦、平板、手機）遠程讀取單燈、路段、片區(qū)的耗電量、功率、亮度、運行時間等工作狀態(tài)。使用實時監(jiān)控的方式，電子地圖上可按不同顏色、圖標顯示每盞路燈的位置、編號、開關狀態(tài)及屬性信息，及時調(diào)整線路電壓，使路燈電壓在前半夜保持恒定，保證第一時間獲取故障信息并輔助分析故障，對故障做出快速反映、減少投訴。
1、當監(jiān)控終端主動報警或調(diào)度端在巡測時發(fā)現(xiàn)有數(shù)據(jù)異常時（如電流電壓超過上下限，白天亮燈晚上熄燈，供電線路停電時通過自備電源運行或某支路出現(xiàn)故障等），控制終端自動發(fā)出語音報警并在地圖上顯示相應的位置和故障類型，在電子地圖以及大屏幕上顯示相應位置，并可傳送至相關人員的手機上；
2、對路燈電流進行實時監(jiān)控，對處于使用壽命后期電流異常的路燈進行預警處理，對由于燈具或電壓原因處于持續(xù)啟動狀態(tài)的路燈及時切斷等待檢查和維修，當某一處路燈故障時，以至于云端系統(tǒng)就會檢測不到電流信息，從而系統(tǒng)自動顯示地理位置及故障信息；
3、可防止監(jiān)控終端設備被盜、線路盜電、線路破損、線纜切斷，或變壓器被偷盜時，系統(tǒng)應當立即自動發(fā)出語音報警、并在地圖上顯示相應的位置或設備類型，在電子地圖以及大屏幕上顯示相應位置，并可傳送至相關人員的手機上；
4、各控制終端的電壓、電流、有功功率、無功功率和功率因數(shù)等電量數(shù)據(jù)、開關信息以及各終端的其它開關量輸入數(shù)據(jù)，實時控制路燈情況。
（四）系統(tǒng)身份登記管理
智慧路燈云管控系統(tǒng)操作人員可以分等級，設定有自己的密碼及值班記錄，只能完成權(quán)限范圍內(nèi)的操作，權(quán)限范圍以外的操作將被屏蔽禁止。
1、超級管理員
超級管理員只能使用此身份登錄才能完成對系統(tǒng)的全面設置及管理，包括系統(tǒng)參數(shù)設置、分站參數(shù)設置、增加及刪除站點、布置燈組等。因此，超級管理員是指制造商、系統(tǒng)維護工作人員或高級用戶，起到系統(tǒng)總管理及協(xié)助日常維護作用。
2、一般管理員
一般管理員一般指用戶的技術(shù)領導。系統(tǒng)正常運行后超級管理員隨機向一般管理員授權(quán)，一般管理員可設置大部分系統(tǒng)參數(shù)，和分站所有的參數(shù)以及將這些參數(shù)傳送到分站數(shù)據(jù)中心。
3、系統(tǒng)操作員
系統(tǒng)操作員指一般值班人員，能夠查看但不允許修改參數(shù)及下班到分站數(shù)據(jù)中心，但可以進行一般值班性操作比如受控操作、即時查詢等。
以上用戶分別持有自己的密碼和用戶名，智慧路燈系統(tǒng)會把每項操作的具體內(nèi)容和時間存入數(shù)據(jù)庫，供以后查詢和分析。
（五）國際系統(tǒng)，支持智慧城市拓展應用
拓展改造太陽能路燈并入國家電網(wǎng)、電動車充電收費等智慧城市應用升級。
（六）更多深度應用
可根據(jù)特殊活動例如慶典或政務活動臨時改變供電方案，為特殊活動增光添彩。
可與道路交通系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動，在道路交通流量減小時，路燈的光照度會自動調(diào)低，如有交通事故發(fā)生時，事故點的光照度自動調(diào)為最高亮度。
可與城市防爆報警系統(tǒng)相連，遇有搶劫等事件發(fā)生時，當事人只要在路燈上按下相應按鈕，報警系統(tǒng)即可獲知事件發(fā)生地點。
第五章 社會意義
（一）提高城市形象，利用GPRS 無線路燈智能監(jiān)控管理系統(tǒng)，管理部門可根據(jù)實際情況，控制路燈開關燈時間，為城市道路照明營造和諧、節(jié)能的夜景照明環(huán)境提供輔助決策手段。
（二）統(tǒng)一監(jiān)控(增強應急反應能力)，系統(tǒng)可將轄區(qū)內(nèi)所有的路燈照明終端集中在一個智慧云管控平臺上，通過先進的監(jiān)控平臺，可直觀的顯示所有照明設施的安裝位置、通訊狀態(tài)、運行狀態(tài)、設備開關燈狀態(tài)等信息，同時系統(tǒng)具有定時控制和人工控制等多種控制方式，能隨時調(diào)整照明設施的開/關燈時間，并通過調(diào)整功率改變亮度，實現(xiàn)轄區(qū)范圍內(nèi)路燈照明設備的自動控制，尤其在遇到特殊天氣情況時，能通過GPRS 無線通訊網(wǎng)絡由人工及時調(diào)整開關燈時間，以滿足突發(fā)情況對照明的需求。
（三）統(tǒng)一管理(提供科學化管理手段)，系統(tǒng)包含了人員信息管理、設備信息管理、工作流程管理、數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計查詢、照明設施的遠程監(jiān)控、接警處理流程管理等功能，為實現(xiàn)人流、物流、信息流、資金流的全面統(tǒng)一管理提供條件，進而降低管理成本、提高工作效率。
（四）統(tǒng)一維護(提高檢修效率、降低維護成本)，系統(tǒng)具有自動報警、巡測、選測功能，所轄范圍內(nèi)的照明設施的狀態(tài)數(shù)據(jù)，尤其是故障報警數(shù)據(jù)可實時上報，一旦設備發(fā)生故障，系統(tǒng)自動報警，監(jiān)控人員可立刻了解故障地點和故障狀態(tài)，及時調(diào)度維修人員開展檢修工作，提高檢修效率，減少故障持續(xù)時間，降低維護成本。
（五）節(jié)約電能，系統(tǒng)可實時監(jiān)測設備運行狀態(tài)，可有效避免白天亮燈、晚上熄燈情況的出現(xiàn)，同時通過預置合理的開關燈及調(diào)光方案，在滿足城市道路照明需求的同時，有效地減少了開燈時間，從而節(jié)約了大量的電能。
（六）降低運營成本，通過減少亮燈時間，可有效延長燈具的使用壽命，降低運行成本，進一步提高經(jīng)濟效益。
第六章 總結(jié)
城市路燈是一個城市精神面貌的反映，是城市是否有活力、是否有創(chuàng)新意識和節(jié)能意識的反映。星云天啟路燈遠程節(jié)能控制系統(tǒng)將根據(jù)時間、事件以及天氣等情況靈活規(guī)劃、控制和安排路燈的點亮和熄滅，來達到節(jié)能的目的，竭力打造一個完美的智慧城市。
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