光宇锦业（武汉）智能科技有限公司 9/2019
溆浦县智能照明监控系统方案
目
录
1、溆浦县同智慧照明的关系 ......................................................................................................... 2 2、经济效益和社会效益分析 ......................................................................................................... 3 2.1 经济效益 ............................................................................................................................. 3 2.2 社会效益 ............................................................................................................................ 3 3、设计思路与原则 ......................................................................................................................... 4 3.1. 可靠性和安全性 ............................................................................................................... 4 3.2. 可扩展性及前瞻性 ........................................................................................................... 4 3.3. 科学性和实用性 ............................................................................................................... 4 4、系统设计方案 ............................................................................................................................. 6 4.1 系统设计标准 ..................................................................................................................... 6 4.2 系统架构图 ........................................................................................................................ 7 4.3 监控系统云平台 ................................................................................................................ 8 4.3.1 系统软件设计 ......................................................................................................... 8 4.3.2 软件功能设计 ......................................................................................................... 8 4.4 前端系统设计 .................................................................................................................. 13 4.4.2 集中控制器 ............................................................................................................ 13 4.4.3 单灯控制器 ............................................................................................................ 17 5、售后维护方案 ........................................................................................................................... 18
1、 、 溆浦县 同智慧照明的关系 溆浦县位于湖南省的西部，怀化市的东北面。总面积 3438 平方公里，地理坐标在东经 110°15′-111°01′、北纬 27°19′-28°17′之间。溆浦县处于雪峰山主峰的北向伸延地区。属亚热带湿润季风气候，在地域上介于雪峰山北端安化多雨低温中心与湘西高温干旱少雨的麻阳盆地之间，气候具有亚热带季风湿润气候的共同特征，也有光热并丰，雨水充足，光、热、水基本同季，时空变化大，各季分布不匀，小气候多样，垂直差异大，立体气候明显的地方特点。气候的多样性，对于溆浦县照明管理部门单位提出了更高的要求。
照明作为溆浦县公共事业的一小部分，随着现代城市的发展，以及人们生活水平的提高，对城市美化要求也提高了，不仅需要公共场所的绿化，对城市夜间照明的需求也日益完美了。要求我们把夜间照明的表现放到重要位置，在夜晚展示自己独有的魅力，建设富有本地区特色的城市夜景效果。
智能、先进、有效、安全、可靠的照明监控系统可以使照明管理部门对路灯、景观灯、楼体亮化集中统一管理，实时掌握照明灯具的运行状态，提高社会效益和经济效益。
本系统是一个以物联网技术为基础，以控制中心为核心，以终端控制器为重点，以通讯设备和网络为纽带，综合无线通信网络、计算机控制系统、物联网技术、地理信息系统技术，以先进的计算机技术为保障的程序化、模块化、网络化、智能化的智能控制系统。通过此系统，可有效管理路灯、景观亮化、楼体亮化系统的运行，为溆浦县美丽的夜景又增添一道风景。
2、 、 经济效益和社会效益分析 2.1 经济效益 2.1.1 完善智慧网络信息化建设 智慧照明系统建设利用遍布城市各个角落的路灯杆来实现：城市基础网络无死角覆盖、充电桩便于绿色节能汽车技术的推广、电子信息发布平台便于民生信息的发布。
2.1.2 实行节能减排 智慧照明监控系统可以根据当地实际情况合理调节每盏路灯的照度及功率。真正实现精确调光，从而实现节能减排，减少资源浪费。
2.1.3 提高维护效率，减少 费用 支出 系统建成后，照明设施发生故障会主动告警，不需要管理单位派遣人员进行巡逻排查。由“人找故障”转化为“故障找人”大大减少人员车辆等运维开支。
2.1.4 延长亮化设施寿命 设置科学合理的亮灯模式、调光模式和组合模式，使得灯具工作在交替照明、非满功率照明模式下，有效延长照明设施、灯具寿命。
2.2 社会 效益 系统建成后，可在地图上直接显示照明设施的位置、数量等信息，使管理人员足不出户就可实时掌握照明设施的情况。
将传统的开关控制照明灯具转变为智能化的管理，使高素质的管理意识用于系统，以确保照明的质量，同时也大大降低了人的参与。
智慧照明系统建成后，可实时监控亮灯率，减少管理单位的投诉率、改善城市光亮环境，进一步改善溆浦县投资环境、提升城市夜晚安全性，降低因照明盲点而造成的城市犯罪、实现“十一五”减排目标，建成资源节约型社会做贡献。
3、 、 设计思路与原则 3.1. 可靠性和安全性
城市智慧照明监控系统统一管理整个城市的照明亮化，因此对于安全性和可靠性有着极高的要求。
软件设计方面：系统建成后，为保证数据传输的安全性，平台对数据在传输过程中采用加解密的技术。同时，中心服务器软件具有防数据误删除机制和完善的数据备份、容错措施。
硬件设计方面：系统涉及的现场硬件产品经过规模应用实践验证，具有极高的可靠性，特别是抗高温环境和恶劣电磁环境具有异常突出的表现。
用户操作者方面：不同的区域可以设定不用的管理者权限，每个管理者权限的操作内容、功能模块可以分别定义。
3.2. 可扩展性及前瞻性
系统架构采用模块化，多层级设计，考虑后续智慧平台的发展，可以将整个市、整个省、整个国家的照明系统纳入统一的监控平台。监控平台随着业务需求的变化和扩展，通过部署，使得扩展升级均非常方便且不必改变现有设备的状态。
系统总体的规划能支持多种设备的接入及不同的操作系统环境，允许未来改变操作系统和硬件环境。本设计未涉及安全的部分采用开放协议标准，使得不同的厂商生产的设备可以实现兼容；同时在通信接口方面，均按通用的规范和标准进行设计，从根本上保证了系统良好的可扩展性。
3.3. 科学性和实用性
该系统在计划建设时就严格实施实用优先的设计原则，依赖先进技术组建复杂系统，最终面向用户的却是非常生动直观的软件界面和十分简洁明了的硬件模块单元。
3.3.1. 设备工作环境
城市智慧照明监控系统所使用到的硬件产品全部按照工业级的标准进行设计，全系列产品的工作温度满足：-40℃--85℃，工作湿度适应性：5% ~ 90%，可以确保设备在极端环境下可靠稳定的运行。
3.3.2. 产品防水防尘等级
集中控制器具备 IP54 的防护等级，加之安装于相对封闭的开关控制箱内，对湿度、扬尘等，均具有一定的防护，能够满足现场环境需求，设备终端具备IP67 的防护等级。
3.3.3. 防雷击浪涌功能
监控照明管理设备均在户外使用，因此对于设备的防雷击、浪涌功能就有极高的要求。监控系统使用到的硬件设备均具备 6KV 以上的防雷击功能，可以在极端环境下对设备起到保护。
3. 3.4. 系统通讯方式
考虑到无线通讯技术的成熟性和应用稳定性，系统通讯方式拟采用公网2G/3G/4G 通讯方式，监控中心光纤专线接入，配置固定 IP。
3.3.5. 电能能耗统计
集中器自带电表功能或者外扩，在系统内进行准确的统计并形成报表（也可以 EXCEL 报表形式打印输出），可供管理者进行能耗分析。
3.3.6. 地理信息系统
本系统将会以当地城市地理信息系统作为基础平台，进行软件系统平台的开发，将照明信息与城市地理信息有机结合，将各种灯具、电缆、回路走向、配电柜、各监控点的实施动态等信息采集起来进行集中管理、分析、查询，为管理人员提供实时的可视化信息。
3.3.7. 监控前端设备可扩展性
集中控制器预留有丰富的扩展空间，可以扩展接入多种应用：
1) 可以外接智能电表，实现远程抄表； 2) 可以扩展接节能调压设备，实现对节能系统的调控； 3) 可以扩展电缆防盗告警系统，实现全天候电缆防盗监视； 4) 可以扩展远程视频监控系统，实现远程遥视。
4、 、 系统设计方案 4.1 系统设计标准 本系统建设严格遵循和执行国家关于智能化监控系统软件硬件集成的规范和标准，方案的依据是系统实施所涉及的技术标准和规范；产品标准和规范；工程标准和规范；验收标准和规范等必须符合中华人民共和国有关条例及规范：
《城市照明管理规定》住建部令第 4 号 《城市夜景照明设计规范》（JGJ/T 163-2008）
《信息技术开放系统互连网络层安全协议》（GB/T 17963-2000）
《智能建筑工程质量验收规范》 (GB 50339-2013 《电子信息系统机房设计规范》(GB 50174-2008）
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB 50343-2012) 《智能建筑设计标准》(GB 50314-2015) 《防盗报警控制器通用技术条件》(GB 12663-2001) 《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008) 《综合布线系统工程设计规范》(GB 50311-2007) 《供配电系统设计规范》(GB 50052-2009)
4.2 系统架构 图
系统采用三层架构：
应用层：即系统监控中心。运用计算机系统构建数据库、数据处理、控制、WEB服务。中心通过光纤以及 NB-IOT 网络，实现对前端设备的控制，监控中心将现场情况、数据报表进行反应和显示，以供用户进行管理和决策，用户还可通过 Internet 访问监控中心系统软件，进行远程操作与控制。
通讯层：由移动或联通等运行商的光纤和无线网络组成，实现前端设备与应用层的数据传输。
执行层：照明前端由单灯控制器以及配套的可调光源驱动电源组成，实现对路灯的控制、运行数据的采集、故障查询等功能。
4.3 监控系统云平台 4.3.1 系统软件设计 系统软件以大数据、云平台为设计基础，在此基础上采用 B/S 架构的系统商业级企业应用软件，并且采用模块化结构。该系统主要应用于城市智能照明，实现远程监控，是为照明管理和维护工作量身定做的一套智能监控和管理软件，它集通讯、信息管理、电气组态控制为一体。
4.3.2 软件 功能设计 1）
）
支持 多主题切换 云平台系统针对不同场景需求设计了多种人性化的场景风格可供用户选择。用户在场景切换之后不影响平台其他功能需求。
2）
）
支持照明地理信息系统（GIS ）
云平台系统采用 GIS 地理信息技术接入高德电子地图，按照照明设施的现场实际地理信息情况以及照明设施分布情况，建成一个实时的、可视化的地理信息服务平台。将各监控点的实时动态信息显示在区域电子地图上，并将收集到的信息录入数据库中，建立起完善的照明基础设施的数据库系统，实现照明设施的数字化管理，并将采集起来进行集中管理、分析、查询，为管理人员提供实时的可视化信息。
3）
）
支持设备按照经纬度定位、 录入 功能 终端设备可以根据现场实际的经纬度通过手机扫码进行录入，在 GIS 地图上可以根据录入的经纬度自动放置并且自动关联终端设备上层设备。
4）
）
调 光策略可视化调配 1) 系统支持策略调配，用户可任意切换任务模式。
2) 终端设备支持固定时长调光及固定时间调光方式，单个终端设备可支持十条调光任务。
5）
）
系统报警功能 系统支持实时预警功能及历史预警功能。每项报警都可查询预警终端位置并且地图联动定位当前设备位置。
6）
）
并行检索设备/ 位置 云平台系统支持终端设备及城市地点位置并行检索，检索结果终端优先排列。
7）
）
电参数查询统计功能 1) 可对终端任意时间段自动采集、统计、打印相关数据（如：用电量等）。
2) 可以对终端任意定时数据和年、月、日统计数据进行查询，显示的表格、曲线图、直方图均可按照 Excel 等格式进行保存或打印。
3) 可以对任意一天的实际开关灯时间、当时的照度值和日出日落时间等记录进行查询，显示的表格、曲线图、直方图均可打印，并具有导出 Excel 表格进行分析功能。
4.4 前端系统设计 4.4.1. 前端系统结构
1) 智能照明前端系统由集中控制器、单灯控制器组成； 2) 集中控制器通过 2G/3G/4G 与云平台进行通讯； 3) 单灯控制器通过：NB-IOT 方式进行通信和数据采集；
4.4.2 集中控制器 集中控制器是我公司自主研发生产的最新一代城市路灯照明监控终端，是路灯亮化智能监控系统的关键设备，设备安装于配电柜或者控制柜内部，它承担着与监控管理中心的双向数据交互，实现回路控制、数据采集、异常告警、亮灯模式控制、智能自检、能耗统计等功能； 集中控制器是承上启下的设备，通过集中控制器，监控管理中心可发送和接受各类监控指令，让照明系统的管理更加智能和精确。
4.4.2.1. 设备供电要求
集中控制器具备三相供电能力，并且内装有不间断电源，具有断电运行功能。同时能在供电线路断电、缺相时及时报警，使管理方在第一时间获知并抢修；集中控制器具有电池自动充电、过放电保护功能。
4.4.2.2. 通信方式
集中控制器同监控中心采用 2G/3G/4G 通讯方式，优点为高效、稳定。
4.4.2.3. 用电量数据采集
集中控制器内置三相电表模块，可以实时能监测配电柜的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数等各种电参数，并自动生成用电量报表和用电分析报表。
4.4.2.4. 设备保护
集中控制器具备过流，过压，防水，防雷，抗干扰等自我保护功能。同时具有较高的内部参数保护，保证终端运行的可靠性和稳定性。
4.4.2.5. 独立运行
当集中控制器与监控指挥中心管理系统或通信线路发生故障时，集中控制器会根据预先设定的程序自动运行，确保照明系统的正常运行。
4.4.2.6. 集中器数据处理性能
采用先进的 ARM9 芯片，处理主频不低于 180MHz； 集中控制器采用嵌入式 LINUX 多任务操作系统。
4.4.2.7. 控制功能
系统可对灯光照明进行分组、定策略、定时或人工远程开/关；对系统监控的照明设施能分批依次开/关，以减少同时开/关对供电设备不利影响；集中控制器具有远程、就地控制开启、关闭线控回路功能，具备就地操作面板。
4.4.2.8. 自动报警功能
实现多种异常状态的主动报警功能：当采集的电流、电压超过设定阀值或亮灯率过低时能自动报警；当白天亮灯或晚上熄灯时自动报警。当发生外人打开配电箱门时能自动报警；当供电线路停电、缺相时能自动报警,并具备一定的应急处理能力；集中控制器具有漏电报警功能。
4.4.2.9. 程序远程更新
集中控制器支持通过上位机直接远程升级功能； 集中控制器可以通过 U 盘在现场直接升级。
4.4.2.10. 远程抄表功能
集中控制器自带 RS485 接口，内置国网智能电表的 97 版和 07 版的 485 协议，因此可以远程读取智能电表的数据，并且形成数据表格。
4.4.2.11. 集中 器接线图
4.4.2.12. 主要技术参数
▲ 设备外壳采用国家电表标准外壳材料 PC+10%GF 4U ▲ 带液晶显示功能 ▲ 工作温度范围：-40℃～+85℃ ▲ 宽电压：96V-500VAC 输入 ▲ 具有 10/100M 以太网接口、RS485 接口、USB 接口等 ▲ 支持 2G/3G/4G 通信方式，支持以太网远程通讯方式 ▲ 可远程电能等数据读取，自带电表并支持外置电表远程数据读取 ▲ 4 路 DO 开关量输出，6 路 DI 开关量输入检测，2 路 DI 交流输入检测 ▲ 全密封防护外壳，防护等级 IP54 以上，能经受高压、雷电及高频信号干扰 ▲ 具备 RS485、RJ45、USB 接口，可支持本地升级、远程升级、USB 升级 ▲ 设备一体式集成设计，各功能组件非零散可插拔结构 ▲ 终端内置高性能电力载波通信模块
4.4.3 单灯控制器
NB-IOT 单灯控制器是我司自主研发的控制设备，终端通过 Zigbee同集中器进行通信，实现对灯具的远程开、关、查询、调光、电参数获取、故障判断并报警等功能。
4.4.3.1. 设备供电
支持宽电压供电，交流输入电压范围：96V-264V，可支持全球任何国家的用电环境要求。
4.4.3.2. 通信方式
终端设备采用 ZigBee 通信方式。
4.4.3.3. 控制功能
终端支持远程开灯、关灯、调光、状态查询、电参数查询等多种操作。
4.4.3.4. 用电量参数采集
终端可以获取灯具的：电流、电压、功率、功率因素、电能等电参数。
4.4.3.5. 报警功能
终端支持：灯具故障、补偿电容故障、保险丝故障、电源故障、灯具漏电、过压、过流等多种主动报警功能。
4.4.3.6. 统计功能
终端支持：灯具亮灯时长、故障时长的统计功能。
4.4.3.7. 支持灯具电源主流调光接口
终端同时具备 PWM 和 0-10V 两种模式输出。
4.4.3.8. 主要技术参数
▲ 工作电压：96～264V（AC）
▲ 工作温度：-40℃－+85℃ ▲ 湿度要求：90％RH（＋40℃）
▲ 适用灯型：LED 灯、气体放电灯等 ▲ 具有路灯运行数据采集功能 ▲ 具有运行故障上报功能 ▲ 单灯设备故障不影响亮灯 ▲ 具有远程开关功能，内部最小继电器输出 16A 以上 ▲ 具有 PWM 和 0-10V 调光输出接口 ▲ 具有设备自动归属功能 ▲ 具备防雷功能 ▲ 防水等级：IP67
5 、售后维护方案 本公司结合新洲区路灯售后服务的经验，为使贵公司感到真正满意，为您提供及时、迅速、优质的售后服务，特制定以下服务措施：
1、 我公司保证按用户提供的产品技术要求供货，所提供产品，经国家认证
且符合国家规定标准。在交货时，质量报告、产品检验报告等重要资料都随货送交。对监理的检验、质量跟踪工作我公司将积极配合。
2、 我公司保证所有产品完全符合国家质量要求，凡由我公司提供的产品，自交付使用之日起在正常使用条件下发生产品质量问题时，在接到用户通知后保证在 48～72 小时内到达现场处理。
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