智慧路灯照明管理系统方案文档格式.docx
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由于输电线路机械强度高，可靠性好，不需要线路的基建投资和日常的维护费用，具有一定的经济可靠性;
●由于灯具直接与电力线相连，利用电力线载波远程控制其状态、读取其数据相对于其他通信方式具有得天独厚的优势；
●电力线载波技术日臻成熟，和其他网络间的接口日益完善，使得多网合一、优势互补的格局越来越明显，是建设智能化的照明管理系统的首选方案。
二、智慧照明管理系统的特点
智慧照明管理系统充分考虑到了用户现实工作中需要解决的问题，使得照明管理真正实现高效、可靠、易于操作，该系统主要由以下4方面的特点：
1、远程集中管理
通过管理平台，可以在网络上的任意工作站对远程任何地点的灯具实现7×
24小时实时监控，随时掌握任何路段灯具以及电缆的各项实时数据及状态，如电压、电流、功率、能耗、功率因数、电缆是否被盗等，有问题系统则实时报警，并且自动给出维修方案，不需要安排人员每天早晚巡灯。
实现灯具的预维护，使得路灯时刻工作在最佳状态。
2、真正实现按需照明
可预制任意时段的开关灯计划，远程实现对任意一盏灯具的开关灯时间、亮度进行控制，可在根据时间需要，在任何时段用手动方式对某一路段的灯具亮度进行调整；
还可以使用地图对任何一盏灯进行维护，与温度、照度、移动探测等传感器相结合，使功率密度与区域需求达到最佳匹配；
，系统还可以根据当地经纬度，跟踪每天的日出日落时间，自动调整开关灯计划，实现按需照明，降低能耗。
3、精细化维护管理
自动预警、报警功能，准确故障报修，GIS系统及导航指引，设备状态的监测和智能诊断，从而避免了因现场巡检的效率低下和由此带来的能源消耗与CO2的排放，实现对故障灯具的快速处理。
4、完善的资产管理功能
本系统内含一个完整的管理信息系统（MIS）子模块，可以对与路灯相关的资产进行统一管理，实现资产管理的合理性与先进性，轻松实现大规模公共资产的管理。
三、系统功能与指标
照明管理系统是一个功能非常完善的物联网系统，其主要功能如下表所示：
序号
功能名称
功能说明
1
路灯监控
通过分路段监控段控制器下的各单灯控制器，实时获取路灯的运行数据（包括亮度，功率，电压，耗能等）。
远程向单灯控制器发送开灯，关灯，以及调光指令。
可进行亮灯率的统计。
一个单灯控制器可以同时分别控制三相电上的三个独立灯头。
2
故障报警
按各种条件查询当前及历史的所有故障信息，查询条件包含故障发生时间，故障处理时间，故障类型，故障等级，故障状态，控制器类型，区域等条件。
故障类型：
漏电，线路中断、功率异常、温度异常、照度异、灯具状态常等
3
区域管理
将城市划分为若干区域，实现区域的增、删、改、查操作。
区域在系统中的属性如下：
名称、纬度、经度、西南纬度、西南经度、东北纬度、东北经度、区域描述
4
控制器管理
在划分的区域中提供段控制器的增、删、改功能，并提供在段控制器下对单灯控制器的增、删、改功能。
5
开关灯计划
制定各类开关灯计划。
为单灯控制器设定各种开关灯计划，使单灯控制器按照开关灯计划实现定时开关灯和定时亮度变化。
6
用户管理
管理用户的帐号、角色、权限功能，达到不同的用户进入系统后使用不同的功能。
7
运行维护商管理
提供对运维部门的增、删、改操作
8
能耗报表
提供按区域、明细、自定义区域等方式，统计区域或单灯的能耗；
并能按柱状、饼状、表格等方式进行显示。
数据可自动导出到Excel中，便于进行后续统计。
9
运维报表
根据用户实际需要，二次开发运行维护中需要的各类报表。
10
路灯类型
管理路灯信息，包括额定功率，电压等信息，故障报警中的将这些标准数据与实时的功率电压等进行比对，以做出正确的警报。
11
设备供应商管理
管理各类设置供应商的基本信息。
提供增、删、改功能
12
系统管理
分为故障报警设置与系统日志两部分，故障报警设置是对各级故障的报警方式进行设置，方式包括短信、邮件报警和系统记录方式。
系统日志是对系统的操作记行日志记录。
13
专家系统
故障原因智能分析，故障排查智能建议的专家系统。
可扩展的专家系统框架，包含故障分析和排查的专家策略。
对故障定位的功能进行增强。
通过专家系统中的故障排除智能建议模块，为管维车队生成详细的故障点经纬度坐标点，或者坐标区段（细化到某个灯杆，某个检查井，或者两个检查井之间的范围）。
输出包含故障位置标示的地图，方便车队快速定位目的地。
14
资产管理子系统
以企业资产和设备台账为中心，工单为主线，将设备管理、采购管理、库存管理、人力资源管理以及财务管理集成在一个数据充分共享的应用系统中。
实现设备动态管理，让设备检维修能够达到自动化预警和提示，大大提高设备管理效率。
15
工单管理
通过故障及对应管理人员，生成工单信息，并发送邮件和短信，提示相关处理人员及时排查解除故障，并记录处理结果等信息。
16
照度、温度监控
通过照度传感器、温度传感器等设备，收集现场环境信息，对现场工作环境的相关信息进行监测、监控
17
管护质量分析
根据工单处理结果，处理效率，处理结果等数据，统计管护人员的工作质量，及故障的排查比率等信息，生成对应表格
18
灯源寿命
对灯源使用时间进行统计，及是反映各灯源的使用情况和剩余寿命，便于及时更换和统计灯源信息。
19
根据环境照度自动开关灯
系统可根据环境照度情况自动进行开关灯计划。
系统具有强大的扩展功能，可以通过RS485、UART、RJ45以太网口等多种标准控制接口扩展所需要的扩展模块。
本系统的指标如下：
1.单灯控制器采用全密封设计，防水等级IP67。
2.利用电力线载波技术，载波频段：
PL-20C。
3.采用BPSK的调制方式传输信号。
4.芯片内置ISO14908控制网络协议。
5.单灯控制器具有自动中继功能，最多支持8级中继代理，电力线载波传输距离可达8km以上。
6.通信数据自动纠错。
7.自动计量电量、有功功率、电流、电压等电力参数，精度0.1，线性度±
0.1%，24bitsΣ-ΔADC。
8.自动探测环境光照度、温度、车辆人员情况，根据环境自动控制灯具亮度。
9.开关灯计划时间精度：
1分钟，计划以7*24小时循环执行。
10.智能段控器可通过ModBus、以太网口、UART等接口外扩辅助功能模块。
11.具有载波所在频段信号隔离功能，衰减量为-63dB。
12.工作环境温度范围：
-40-85°
C。
13.智能服务器工作环境湿度范围：
10到90%RH@60℃。
14.管理软件采用B/S架构网络。
15.PLC通信速率：
5.4kbps。
16.一个智能服务器最多可以管理200个单灯路灯控制器。
17.可比传统照明管理方案节约能耗30—50%。
18.LED灯头亮度调整范围：
0-100%。
19.高压钠灯亮度调整范围：
关、50%、100%三档。
20.系统静态功耗<
15W。
21.单灯控制器单路输出带负载能力：
1.2kW（也可根据客户需求定做更高功率产品）
四、系统构成
系统由三大部分构成：
监控中心（含网络服务器和监控终端）、智能服务器和单灯控制器，见图4.1。
图4.1照明管理系统组成
监控中心
其中监控中心主要完成如下工作：
终端用户:
●远程监控
●预警、报警
●实时管理
●自动报表生成
网络服务器:
●安装与维护
●中央数据库及其控制
●组织与存储数据
●为用户管理系统提供服务
智能服务器
智能服务器主要完成以下工作：
●收集照明数据
●与服务器及节点通信
●对所属节点实时调控
单灯控制器
单灯控制器主要完成以下工作：
●收集光亮度，灯泡的状态，灯泡寿命，能源损耗、有无漏电等数据
●根据监控中心所发指令，控制单灯状态。
●环境参数测量
系统监控主界面如图4.2：
图4.2照明管理系统主界面
HSS智能服务器（HuatiSmartServer）在本系统中起到关键作用，一个智能服务器可以同时控制200个单灯控制器的状态，实物如图4.3：
图4.3HSS智能服务器
HSS智能服务器特点：
Ø
HuatiSmartServer智能服务器是一个多功能的、智能能源管理设备，它能够应用到任何基于IP的应用中，例如企业能源管理、照明管理和高附加值远程资产管理等。
HuatiSmartServer智能服务器不仅允许访问、控制和监视电子设备，还能够聪明地使用从这些电子设备获取的数据，从而实现节约能耗、提高运营效率并降低维护成本。
HuatiSmartServer智能服务器的部署和管理非常简单方便，可本地或远程控制，并可自动组成更庞大的网络，提供无可比拟的灵活性。
同时该智能服务器还具有很多通用接口，方便外扩扩展功能模块，这些端口如下：
•光耦隔离的数字输出端口
•高电压、强电流SPST继电器输出端口
•脉冲表输入端口，可以监测电、气和水脉冲表
•RS232外部扩展通信口
•RS485外部扩展通信口
•以太网接口
•直流电源输出功能
单灯控制器SLC（SmartLightingControllor），实物图如图4.4所示：
图4.4单灯控制器
单灯控制器SLC的主要特点：
•铝合金外壳，全密封防尘、防水设计，等级：
IP67；
•与智能服务器之间通过电力线进行通信；
•高集成度的智能化神经元控制芯片，可同时控制三相电信号；
•可远程在线通过电力线进行功能升级（ISP功能）；
•与DC-DC单灯驱动器结合，可控制多种LED、钠灯灯头；
•可实现LED灯头的全亮、全关和任意亮度控制；
•可实现高压钠灯的全亮和半亮控制；
•具有8级自动中继功能，信号传输距离可达8km；
•具有通信自动纠错功能；
•可以自动计量电量、有功功率、电流、电压等参数；
•可以自动探测环境光照度、温度等参数；
•具有漏电检测功能。
五、应用案例
本系统在成都成功实现了千套试点，得到用户的肯定。
图5.1是我们在成都示范段路灯管理局的监控大厅：
图5.1监控大厅
图5.2是该区域半年时间的节能对比图：
图5.2该区域半年时间的节能对比图：
按照本区域中已安装的时间较长的800盏路灯为例，来计算投入和节约开支，一般5年内可收回成本，具体计算数据如下：
1:
总投入成本（800盏路灯）
单灯控制器：
800个，共计800,000元
智能控制器：
4个，共计40,000元
全部费用总计：
840,000元
2：
节约电费（附表有半年节约的电量）
A:
节约177660千瓦时每年，按照现在家用最低电价每0.5元计算，每年大约省电88830元。
B:
智能管理系统，节约了管理成本，800盏路灯巡回成本每天节约油费是100元，一年为36000元；
巡回人员工资一年节约为40000元；
共计：
76000元
两者总计一年节省：
164830元
分析：
根据以上数据，节约的电费以及人工成本等，五年多能收回成本。
由于这次只有800盏，如果数量大的话，比如上万盏的话，节约的人工以及油费成本的比例还会升高，估计5年以内能收回成本。
在成都另外一个区域中，我们的系统专门用来进行河流堤坝光彩工程电缆的防盗，效果明显，得到用户的充分肯定。
。
六、系统报价（参考）
名称
数量
单价
备注
后台数据服务器
1台
6000
也可租用中国电信云服务器或自行购买
监控终端计算机
4000
也可以使用现有办公用计算机
工控机柜
1个
300
也可以和办公室网络共用原有机柜
HSS智能服务器
n个
7000
根据灯头和配电柜的数量决定HSS的数量n，一般一个配电柜中安装一个HSS。
三相耦合器
100
由HSS智能服务器的数量决定，一个HSS智能服务器配一个三相耦合器
SLC单灯控制器
m个
1000
根据灯头的数量决定m，一般一到三个灯杆配一个单灯控制器
GPRSmodem
500
由HSS智能服务器的数量决定，一个HSS智能服务器配一个
合计
由系统灯头的数量决定，按照单价乘以数量即得总价。
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