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物联网在智能路灯方面的应用场景及行业痛点

随着人类社会的不断发展,未来城市将承载越来越多的人口。目

前,我国正处于城镇化加速发展的时期,部分地区“城市病”问题日

益严峻。为解决城市发展难题,实现城市可持续发展,建设智慧城市

已成为当今世界城市发展不可逆转的历史潮流。

建设智慧城市的目的是为了使城镇设施更加智能、服务更加便捷、

管理更加精细,有效提高城镇化发展质量和水平。建设过程中,通过

物联网、云计算、大数据等新一代信息技术创新应用已经成为主流。

本次,笔者将围绕物联网在智慧城市中的智能路灯方面展开解读,分

析其应用场景及行业痛点。

管理与维护难成为智能路灯领域核心痛点

随着万物感知、智能互联时代的到来,智能路灯互联的需求越来

越旺盛。来自相关研究结构的一项数据显示,到2025年,智能路灯改

造的市场空间将达到91亿美金。目前,智能路灯领域面临的挑战主要

有:

一.管理:如何让路灯便捷高效、安全可靠地连入网络;

二.维护:如何基于单灯定位和大数据做预防性维护;

三.能耗:如何节能减排,减少路灯能耗;

四.建设:如何用路灯构建平台,平滑演进到智慧城市。

目前,路灯的接入解决方案主要是基于PLC/Zigbee等协议控制的

两套方案,但却存在以下问题:

一.安全可靠差:小众协议易受攻击、覆盖差、干扰大;

二.建设成本高:需自建网络及平台;

三.运维难度大:单灯定位难,排障需靠人工、投诉或巡查式维

护。

基于NB-IoT/eMTC的解决方案显著解决以上痛点

对于路灯行业,业主方要求的是每年的亮灯率,而运营方关注耗

电情况,因此既需要保证照明也要合理省电。除对路灯光源进行技术

改进外,对路灯使用情况也要进行远程控制及排障,因此现阶段路灯

智能化改造不仅需要单个路灯状态的周期上报,也需要能够进行远程

控制,要求路灯具备五遥的功能:遥测、遥信、遥控、遥调和遥视。

基于NB-IoT/eMTC的智能路灯方案可以实现路灯“五遥”的功

能,包括NB-IoT/eMTC模块、控制模块、供电模块和电能计量模块

四个部分。供电模块通过交流电给LED灯供电,NB-IoT通信模块可以

实现与服务器进行通信,通过控制模块进行路灯的控制调节以及数据、

信息的上报,同时电能计量模块可以计算单个路灯的用灯量。

基于NB-IoT/eMTC的智能路灯方案具有以下优势:

一.便捷网络:统一连接公网;

二.统一标准:3GPP标准,统一产业链;

三.安全可靠:电信级防护,通信成功率99%;

四.单灯定位:天然单灯定位,远程自动控制;

五.预防性维护:大数据式,运维成本降低50%。

基于以上方案,目前在实际应用中实现的功能有:

一.采用分时功率控制,例如日落后人车较多,100%亮度;晚上

人车较少,50%亮度;午夜后,借道几乎无人车,50%亮度,间隔亮

灯;

二.结合经纬度、日照时间智能算法自动调节;

三.单灯故障检测并上报,降低维护成本。

展望:智能路灯有望大幅节约电量

城市道路照明是城市公共设施的重要组成部分,在公路、借道、

小区、公园等公共区域无处不在。而随着城镇化建设的推进,城市道

路照明路灯的数量越来越多,能耗越来越高,供电趋于紧张。目前,

国内路灯数量约3200万。预计到2020年,国内路灯保存量将达5000

万盏。

传统路灯一般以钠灯为主,能耗高且损耗大。使用LED路灯可降

低耗电量,综合节能率达到50%以上,如果再经过NB-IoT/eMTC智

能路灯方案改造,LED灯的综合节能率可达到70%以上。根据国家统

计局数据显示,中国2015年发电量为5.618万亿千瓦时,道路照明用

电量约占9%,即5056亿千瓦时。考虑到我国城市道路LED智慧照明

工程的渗透率还很低,如果我国路灯全部经过NB-IoT/eMTC智能路

灯方案智能改造,以20%平均节电率计算,则每年可

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