Интеллектуальные системы уличного освещения: Интеллектуальные системы освещения в городском пространстве. Использование систем Wi-Fi.

Содержание

Интеллектуальные системы на примере уличного освещения Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

НАУЧНЫЕ СООБЩЕНИЯ И ОБЗОРЫ

УДК 629.3.083.4

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ НА ПРИМЕРЕ УЛИЧНОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва, г. Саранск

Статья поступила в редакцию 13.03.2017

Освещение улиц в настоящее время расходует около 40% суммарного городского потребления энергии. Применение интеллектуальных систем для управления освещением помогает существенно уменьшить эксплуатационные и энергетические затраты. Такое снижение энергопотребления (25-45%) целесообразно не только экономически, но и экологически, способствуя решению проблемы антропогенного воздействия на климат.

Ключевые слова: интеллектуальная система, искусственный интеллект, управление, освещение

Большие города в настоящее время потребляют значительные энергетические ресурсы. Для городов средних размеров 40% суммарных энергетических затрат уходит на освещение, где кроме функционально необходимого освещения автострад и улиц присутствуют элементы декоративного освещения, подсветки архитектурных памятников, коммерческого освещения. Энергоэффективное освещение улиц городов — это результат поиска инновационных решений проблем, связанных с ростом цен на электроэнергию и ухудшением экологической обстановки. Одним из путей регулирования цветосветовой среды является применение решений на базе интеллектуальных технологий, как бюджетных вариантов с минимальными вложениями [1], так и профессиональных многоуровневых систем.

Европейский Союз постоянно ужесточает экологические и энергетические стандарты, требуя сокращения использования неэкологичных материалов и неэффективных технологических решений. Одним из таких примеров служит разработка нового европейского закона, требующего использования электронных дросселей в уличном освещении для сокращения расходов электроэнергии и уменьшения вредного антропогенного воздействия.

Использование интеллектуальных систем управления уличным освещением, по нашему мнению, является оптимальным решением данной проблемы, позволяющим учитывать экономические и экологические факторы. Прогресс в области искусственного интеллекта и экспертных систем позволил реализовывать проекты с самым широким функционалом [2]. Удачным примером внедрения служит система управления уличным освещением на базе технологии LonWorks, которая предназначена для измерения, анализа и снижения потребления

Алексеев Евгений Геннадьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры информационной безопасности и сервиса. Е-шаН: [email protected]

Шиков Станислав Александрович, преподаватель кафедры информационной безопасности и сервиса. Е-шаН: [email protected]

Ивлиев Сергей Николаевич, доцент, заведующий кафедрой информационной безопасности и сервиса. Е-mail: ivliev_sn @mail. ги

электроэнергии. Сеть на базе технологии LonWorks имеет открытую расширяемую архитектуру, что позволяет обеспечить взаимодействие между всеми составляющими компонентами разныгх производителей. Эта технология позволяет проводить удаленный мониторинг и интеллектуальное управление системой, что заметно снижает расходы на техническое обслуживание и время проведения ремонтныгх работ. Например, система может рассчитать продолжительность горения светильников и вероятность выгхода каждого светильника из строя, обеспечивая своевременность замены источников света и прочих компонентов.

Использование специализированного программного обеспечения (ПО), например, Streetlight Vision (рис. 1) и интеллектуального сетевого оборудования, такого, например, как сервер i.LON SmartServer, значительно расширяет потенциал интеллектуальной системы управления освещением. Специализированное ПО обрабатывает входящие пакеты данныгх с уличныгх светильников и сервис-ныгх устройств, на выгходе пользователи получают многофункциональный Интернет-сервис управления уличным освещением, включающий большой набор функций, например: автоматическое распознавание ошибок, дистанционная диагностика и контроль уличныгх светильников, анализ расхода электроэнергии. ПО класса Streetlight.Vision имеет возможность направлять собранные данные в другие информационные системы, к примеру, в геоинформационную систему (ГИС). В данном случае серверы будут выступать в качестве интеллектуальны« контроллеров сегментов сети, собирая данные с уличныгх светильников и передавая их в центр мониторинга, который регистрирует и обрабатыгвает данные. К преимуществам сервера i.LON SmartServer относятся быстрота развертывания, простой интерфейс управления сетью и эксплуатационная надежностью в зонах с высоким уровнем помех, обеспечиваемая функцией Power Line Repeating для усиления сигнала в линии электропередачи. В дополнение к этому, i.LON SmartServer снабжен системой учета естественного освещения солнечным или лунным светом, что позволяет соответствующим образом подстраивать интенсивность искусственного освещения, повысить срок службы оборудования и светильников и снизить энергопотребление.

ф 1ПГ41ПЛ I ММ« р«»9* ! ИД»»*

Рис. 1. Программа StreetLight.Vision для управления уличным освещением

Применение интеллектуальных систем обеспечивает высокий уровень их функциональности и эффективности, что ведет к снижению энергопотребления до 50% и сокращению эксплуатационных расходов на 40%. В дополнение к этому, большинство неисправностей диагностируются и устраняются автоматически, что ведет к уменьшению времени простоя светильников на 75% [3]. Рассмотрим примеры внедренных интеллектуальных систем управления уличным освещением. В г. Милтон Кей-нес (Англия) в 2007 г. была использована технология LonWorks для дистанционного управления уличным освещением (рис. 2). Пилотный проект был реализован на 400 уличных светильниках, снабженных современными драйверами с интегрированными PLC-трансиверами. Интернет-сервер, связанный с данными трансиверами, управляет отдельными кластерами, связанными с центральной станцией, агрегирующей данные о каждой осветительной установке (энергопотребление, текущее состояние и информация об ошибках). В результате пользователи получили интеллектуальный Интернет-портал дистанционного управления светильниками с функциями мониторинга неисправностей и уровня энергопотребления, что позволило сократить потребление электроэнергии на 40%, повысить степень общественной безопасности и снизились расходы на ремонт и техобслуживание [3].

Другим примером интеллектуальной системы управления уличным освещением на базе подобной технологии является комплекс управления освещением улиц исторического квартала г. Квебека (Канада). В этом проекте заложена возможность сокращения потребления электроэнергии осветительной установкой в часы максимальной нагрузки по запросу энергоснабжающих предприятий. Данный результат достигается отключением декоративного освещения и диммированием уличных светильников в соответствующий период времени. Сэкономленная в итоге электроэнергия

возвращается в распоряжение энергоснабжающих предприятий. Этот метод наиболее востребован во время зимнего периода при низких температурах и коротком световом периоде, когда электропотребление доходит до своего пика. Улицы со малоинтенсивным движением в ночное время также получили возможность значительного снижения энергопотребления и сопутствующих затрат. В результате город смог перераспределить сбереженные средства на другие мероприятия и программы по благоустройству внешнего вида города и совершенствованию его инфраструктуры.

В систему интегрированы трансиверы (Power Line Transceiver), что позволяет передавать управляющие данные по электрической сети. Трансиверы передают данные на Интернет-серверы, являющиеся контроллерами сегментов сети. Контроллеры, в свою очередь, управляются с центрального компьютера сервисного центра, где хранятся все данные по потреблению электроэнергии, диагностическая и тестовая информация. Внедрение данной системы в г. Квебеке обеспечило 30% экономию электроэнергии [3]. Интеллектуальная система управления освещением также позволила подчеркнуть архитектурные особенности комплекса старинных зданий исторического квартала, что повысило его привлекательность для туристов, так и для местных жителей, особенно в зимние месяцы года (рис. 3).

В г. Осло (Норвегия) также была проведена модернизация уличного освещения (55 тыс. уличных светильников) на базе интеллектуальных решений (рис. 4). Устаревшие низкоэффективные механические дроссели были заменены электронными Lon-дросселями, использующими технологию Power Line Communications (PLC) для передачи управляющих данных по силовой сети. Одно из преимуществ технологии PLC состоит в использовании существующих электрических силовых кабелей, что снижает, расходы на модернизацию.

Научные сообщения и обзоры

Рис. 3. Освещение исторического центра г. Квебек (Канада)

Регулирование уличных светильников и соответствующее управление сегментами системы реализуют интеллектуальные серверы, взаимодействие которых осуществляется по беспроводной сети под управлением контрольной станции г. Осло. Система регистрирует энергопотребление, рассчитывает срок службы светильников и передает соответствующие оповещения. Кроме того, интеллектуальная система собирает поступающую от датчиков информацию о погоде и интенсивности дорожного движения. На основе анализа полученной серверами информации осуществляется автоматическое регулирование освещения, как отдельных уличных светильников, так и всей системы освещения в целом. Такой подход заметно снижает расход потребления электроэнергии, увеличивает срок службы источников света и сокращает расходы на ремонт и обслуживание светильников. Дополнительно появляется возможность удаленной диагностики и регулирования яркости светильников, а также анализа режима освещения через интерфейс контрольной станции. [3]

Выводы: применение вышеописанной технологии позволило сократить потребление электроэнергии на 62%, при этом 20% экономии электроэнергии было достигнуто за счет сокращения среднесуточного времени горения светильников, и 42% -получено за счет изменений в инсталляции. Дополнительно осуществляется поиск оптимально режима освещения, что по предварительным оценкам позволит городу сэкономить еще 10-15% энергии. Для освещения нескольких важнейших мостов и транспортных магистралей и в районе дельты реки Янцзы в Китае разработан проект первой в мире открытой управляющей системы на базе 1Р. Более 1 500 контрольных точек системы оснащены интеллектуальными трансиверами для контроля ее сегментов. Удаленное управление системой будет возможно через сеть Интернет средствами обычного ПК при подключении к Интернет-серверу. Вышеперечисленные примеры не охватывают всего многообразия применения интеллектуальных систем. Целый ряд городов Ирландии Франции, Германии, Норвегии, Италии, Нидерландов, Испании также

применяют подобные технологии для уличного ления электроэнергии и экономии бюджетов. освещения, что способствует сокращению потреб-

Рис. 4. Уличное освещение г. Осло (Норвегия) СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Шиков, С.А. Проектирование и разработка системы интеллектуального управления освещением под OC «Android» / С.А Шиков, Е.Г. Алексеев // В сб.: Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики — мат-лы XII Всеросс. науч.-техн. конф. с междунар. участ. — Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарёва, 2015. С. 113-116.

2. Алексеев, Е.Г. Современный этап развития экспертных систем / Е.Г. Алексеев, С.А. Шиков // В сб.: Мат-лы XX науч.-практ. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов Национального исследовательского Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарёва, 2016. С. 257-261.

3. Эннс, О. Интеллектуальные системы уличного освещения // Энергосбережение. 2008, №. 1.С. 58-62.

INTELLECTUAL SYSTEMS AS THE EXAMPLE OF STREET LIGHTING

Mordovia State University named after N.P. Ogaryov, Saransk

Lighting of streets spends about 40% total of a city energy consumption now. Use of intellectual systems for management of lighting helps to reduce operating and energy costs significantly. Such decrease in energy consumption (25 -45%) reasonably not only economically, but also ecologically, promoting the problem resolution of anthropogenous impact on climate.

Key words: intellectual system, artificial intelligence, management, lighting

Evgeniy Alekseev, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor at the Department of Information Security and Service. Е-mail: [email protected]; Stanislav Shikov, Teacher at the Department of Information Security and Service. Е-mail: [email protected]; Sergey Ivliyev, Associate Professor, Head of the at the Department of Information Security and Service. Е-mail: [email protected]

Сдано в набор 20.03.3017. Подписано к печати 10.05.2017. Формат бумаги 60х80 1/8

Офсетная печать. Усл.п. л. 14,5 Усл.кр.-отт. 10,3 Уч.изд. л. 18,8 Тираж 300 экз. Заказ №

Отпечатано в типографии ООО «РАКС-С», г. Самара, ул. Бр. Коростелевых, 47

Интеллектуальные системы уличного освещения — Статьи :: Международный Электротехнический Журнал Электрик

Коротко о традиционной системе уличного освещения

Уличное освещение представляет собой искусственное средство оптического увеличения видимости на улице в темное время суток, осуществляемое лампами, закрепленными на мачтах освещения, путепроводах и других опорах, которые могут включаться в темное время суток автоматически, либо вручную из диспетчерского пункта.

В зависимости от назначения освещаемого объекта применяются различные виды уличного освещения. Так, для освещения магистралей, кольцевых дорог и крупных автострад используется рефлекторное освещение, осуществляемое лампами, установленными в фонари с рефлектором (рис.1). Для освещения второстепенных дорог используется как рефлекторное, так и рассеянное освещение, осуществляемое фонарями, снабженными рельефными прозрачными плафонами, которые рассеивают световые лучи на дальнее расстояние (рис.2). Наконец, для освещения пешеходных тротуаров, парков, велосипедных дорожек и остановок общественного транспорта используется рассеянное освещение, для получения которого применяют плафоны шарообразной, либо цилиндрической формы, хорошо рассеивающие свет установленных в них ламп. Общий вид фонаря, применяемого для рассеянного освещения пешеходных тротуаров, показан на рис.3.

Использование уличного освещения регулируется СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение», который был изменен в 2011 г. с целью разрешения широкого применения в области освещения светодиодной техники. Согласно норм этого документа, требуемая по условиям безопасного дорожного движения освещенность дорог и пешеходных тротуаров должна обеспечиваться в настоящее время установкой специальных светильников, оснащенных лампами, единичная мощность которых напрямую зависит от назначения освещаемого объекта, как это указано в табл.1.

Главным критерием оценки качества освещения дорог различного назначения является безопасность дорожного движения, определяемая интенсивностью и скоростью движения автотранспорта, рельефом местности, наличием пересечений, развязок, мостов, путепроводов и т.п., а также хорошей видимостью водителем дорожной ситуации, его минимальной утомляемостью от управления автомобилем и др.

Исключительно важное значение с точки зрения обеспечения безопасности дорожного движения играет жестко регламентируемая государственными нормами горизонтальная освещенность дорожного покрытия улиц и дорог, которая определяется категорией их освещения, а также интенсивностью движения по ним автотранспорта в обоих направлениях (табл.2).

В традиционной системе уличного освещения применяются различные типы ламп, сравнительная характеристика светотехнических свойств которых приведена в табл.3, где обозначено:

— ЛН – лампы накаливания;

— ДРЛ – дуговые ртутные лампы высокого давления;

— ДРИ (Дуговые Ртутные с Излучающими добавками) – дуговые ртутные металлогалогенные лампы;

— ДНАТНД и ДНАТВД – натриевые газоразрядные лампы низкого и высокого давления соответственно.

Приведенные в табл.3 данные показывают, что светотехнические свойства светодиодных ламп значительно превосходят соответствующие свойства других типов ламп уличного освещения. Так, светодиодные лампы сверхэкономичны, что обусловлено очень низким уровнем их электропотребления, который достигается за счет их способности напрямую преобразовывать электрическую энергию в световую с высоким КПД. Хотя в настоящее время, КПД светодиодов (выраженный в лм/Вт) ниже, чем у некоторых типов традиционных осветительных ламп большой мощности.

Поэтому, хотя в настоящее время в традиционной системе уличного освещения, в основном, применяются газоразрядные лампы, заполненные парами ртути или натрия, все же, по оценкам экспертов, в недалеком будущем светодиодные лампы (разумеется, после их существенной доработки), стоимость которых непрерывно снижается, полностью вытеснят в системах освещения все другие типы ламп.

В заключение этого краткого обзора традиционной системы уличного освещения обратим внимание на ее существенные недостатки, главный из которых состоит в ее неспособности обеспечить экономию электроэнергии, затрачиваемой на освещение, и невозможность минимизации затрат на техническое обслуживание. Кроме того, эта система не в состоянии обеспечить почти бесперебойное (т.е. осуществляемое с минимальным временем от момента выхода освещения из строя до восстановления его работоспособности) освещение улиц, автотрасс и других объектов наземной транспортной инфраструктуры.

Отличительные особенности интеллектуальной системы уличного освещения

Интеллектуальная система уличного освещения представляет собой систему, включающую в себя комплекс уличных ламп, между которыми осуществляется обмен данными с целью доставки информации об освещении к локальному концентратору, который и передает эти данные специальному серверу, фиксирующему полученные данные.

Следующий уровень управления интеллектуальным освещением является двусторонняя связь, позволяющая управлять уличным освещением путем дистанционной регулировки яркости уличных ламп в соответствии с погодными условиями (например, при тумане, дожде, ярком ночном свете Луны) или в зависимости от уровня освещенности отдельных участков улицы при наличии или отсутствии на них людей и транспорта. Тем самым при применении такого освещения достигается существенное (в два и более раза) снижение расхода электроэнергии на освещение.

Кроме того, такая система уличного освещения помогает снизить затраты на обслуживание, сделать его более эффективным и рентабельным за счет осуществления непрерывного контроля состояния ламп. Дело в том, что при применении такой системы освещения выход из строя одной или группы ламп выявляется дистанционно в реальном масштабе времени, что исключает необходимость периодически направлять ремонтную бригаду для обнаружения и замены вышедших из строя ламп.

Основным компонентом интеллектуальной системы уличного освещения, позволяющим вывести эффективность и управление освещением городов, трасс и общественных мест на принципиально новый уровень, является интеллектуальный фонарный столб, состоящий из следующих трех блоков:

— балластный модуль или драйвер, являющийся высокоэффективным выходным каскадом управления лампой;

— модуль коммуникационного интерфейса, обеспечивающий цифровое управление, защиту передаваемых данных и надежность сетевого соединения;

— набор интеллектуальных датчиков, используемых для мониторинга погодных условий, угла наклона фонарного столба и уровня загрязнения воздуха.

Система интеллектуального уличного освещения с использованием интеллектуальных фонарных столбов позволяет оперативно в масштабе реального времени контролировать уровень освещенности освещаемых объектов локальным концентратором, тонко настраивающим яркость, направление освещения и цвет любого фонарного столба или группы столбов. Имеется возможность также изменять уровень искусственной освещенности в зависимости от климатических условий, плотности движения автотранспорта и других часто изменяющихся условий окружающей среды.

При этом одной из самых существенных и наиболее эффективных функций интеллектуальных систем уличного освещения является затемнение. Именно затемнение при использовании таких высокоэффективных источников света, какими в настоящее время являются светодиодные лампы, существенно продлевает срок службы ламп и резко сокращает потребление энергии без риска снижения безопасности для транспорта и пешеходов.

Следует отметить, что в системах интеллектуального уличного освещения технологически развитых стран мира в настоящее время стали применять умные фонарные столбы, работающие автономно за счет энергии установленных на каждом из них ветрогенератора и/или солнечных батарей (рис.4). Такие фонари в течение всего дня накапливают солнечную энергию во встроенный аккумулятор, после чего, при наступлении сумерек, автоматически включаются и беспрерывно работают до первых лучей солнца.

Основные параметры уличных фонарей, работающих от солнечных батарей, приведены в табл.4.

Преимущества освещения улиц, проезжей части и дворов с помощью умных фонарей, оснащенных ветрогенератором и/или солнечными панелями, очевидны. Такие фонари просто устанавливаются, при этом нет необходимости постоянно осуществлять их техническое обслуживание и уход за ними (за исключением очистки плафонов от уличной грязи и пыли). Они позволяют достичь существенной экономии электроэнергии и повысить показатели безопасности пешеходов и водителей за счет безупречно работающего уличного освещения.

Концептуальные положения интеллектуальных систем уличного освещения

Способы дистанционного управления уличным освещением. Системы автоматического управления уличным освещением обычно работают под управлением зонального контроллера или удаленного сервера. Контроллер, в зависимости от алгоритма управления, формирует сигнал (например, включения группы уличных фонарей). Этот сигнал поступает на исполнительные устройства, в качестве которых используются электронные балласты (ЭБ) ламп уличных фонарей, которые являются своеобразными «выключателями» для ламп уличного освещения, обеспечивающими энергосбережение, продление ресурса ламп и дистанционное управление. При этом сигнал на исполнительные устройства может передаваться по слаботочным сигнальным линиям (витым парам, RS-485, Ethernet и др.), радиоканалу, GSM-каналу или по силовым ЛЭП в виде ВЧ сигнала.

Сравнение преимуществ и недостатков различных способовпередачи сигнала дистанционного автоматического управления уличным освещениемприведенов табл.5.

При применениидистанционного управления уличным освещением любую лампу можно включить или выключить сигналом с центрального сервера с помощью блоков непосредственного управления лампой, причем в случае реализации радиочастотного метода передачи сигналов каждый блок должен иметь собственный адрес (например, IP-адрес в рамках протокола TCP/IP). При этом, поскольку в городских системах уличного освещения количество блоков и, соответственно, адресов может составлять 50–100 тыс. шт., то возникает задача первичного задания адресов и привязка к местности для отображения статуса лампы на экране компьютера. Для решения этой задачи блоку управления при поставке присваивается заводской адрес. Центральный сервер, который периодически производит опрос устройств и при наличии в сети блока с заводским адресом передает ему команду на установку уникального адреса, а оператор осуществляет привязку этого адреса к территории.

Отметим, что система индивидуального управления каждой лампой по GSM-каналу на практике не применяется из-за высокой стоимости GSM-модемов и необходимости установки индивидуальных SIM-карт в каждый блок и последующего учета расходов. Поэтому GSM-канал обычно используют только на уровне зонального шкафа управления.

Дистанционное управление включением/выключением отдельных ламп и основные варианты управления уличным освещением

В интеллектуальных системах уличного освещения применяется трехуровневый принцип включения/выключения отдельных ламп. Этот принцип распространяется также на общее управление уличным освещением, которое различно у разных компаний-разработчиков такого освещения. Так, французская компания DotVision предлагает следующие три варианта управления уличным освещением:

1. Индивидуальное управление освещением.

Обеспечивает максимальные возможности экономии электроэнергии и высочайшее качество обслуживания населения за счет контроля состояния каждой лампы с помощью интеллектуальных электронных балластов (ЭБ), позволяющих плавно регулировать яркость свечения, приемопередатчика данных по радиоканалу или ВЧ сигнала по силовому кабелю, зонального контроллера в уличном шкафу управления и территориального сервера.

2. Зональное управление освещением с дистанционным регулированием мощности.

Этот вариант освещения представляет собой компромисс между стоимостью системы и возможностями экономии электроэнергии. Основными компонентами такой системы управления являются:

— вариатор мощности, устанавливаемый в зональном шкафу управления;

— телеметрическая система на базе протоколов Modbus или LonWorks. Территориальный сервер передает сигналы управления и собирает телеметрическую информацию с зональных контроллеров.

3. Зональное управление освещением с телеметрией.

Этот вариант освещения не предполагает экономии электроэнергии, однако включает зональный контроллер с функциями обнаружения неисправностей, телеметрии и дистанционного включения/выключения ламп. Территориальный сервер передает сигналы управления и собирает телеметрическую информацию с зональных контроллеров.

Автоматизация включения и выключения ламп уличного освещения. Кроме применения датчиков уровня освещенности, которые при снижении уровня яркости ниже заданного порога (в случае сумерек) включают лампы и выключают их при восходе солнца, для автоматизации включения/выключения ламп уличного освещения используются также и другие методы. Так, например, корейская фирма Stwol предложила метод управления уличным освещением в соответствии с наружным уровнем освещенности. Этот метод основан на применении вместо фотодатчика встроенного GPS-приемника и вычислительного устройства. Зная координаты географического местоположения контроллера уличного освещения и астрономическое время, получаемое со спутников системы глобального позиционирования, вычислитель определяет точное время захода и восхода солнца. При этом контроллер включает освещение за 15 мин до наступления сумерек и выключает его через 10 мин после восхода солнца в данной точке земного шара.

Альтернативным методом автоматического управления в системах уличного освещения является использование графика включений и выключений освещения, когда контроллер включает или выключает освещение на основании даты, дня недели и времени суток.

Интеллектуальные светильники — освещение Philips

Все интеллектуальные функции уже встроены в светильник. Высокая эффективность обеспечивает быструю окупаемость и низкую совокупную стоимость владения. Работы по техническому обслуживанию сети не нужны. Искать вышедшие из строя светильники не нужно. Оперативное подключение.

Быстрое, гибкое и эффективное развертывание благодаря автоматическому вводу в эксплуатацию. Автоматическая загрузка всех связанных с светильниками данных в систему управления оборудованием. Отсутствие необходимости GPRS-определения местоположения благодаря автоматическому определению местоположения. Упрощенный контроль запасных деталей.

Решение — Soundlight Comfort. Эта инновационная технология, разработанная компаниями Philips и Ecophon, обеспечивает поглощение звука и равномерное непрерывное освещение. Кроме того, благодаря светодиодной технологии она отличается высокой энергоэффективностью.

Система интеллектуального светодиодного освещения | Марончук

1. Васильев, А. П. Строительство и реконструкция автомобильных дорог: справочная энциклопедия дорожника / А. П. Васильев, Б. С. Марышев, В. В. Силкин; под ред. А. П. Васильева. М.: Информавтодор, 2005. Т. 1. 646 с.

2. Эннс, О. Интеллектуальные системы уличного освещения / О. Эннс // Энергосбережение. 2008. № 1. С. 58–62.

3. Титова, Г. Р. Применение нанотехнологий для энергосбережения в наружном освещении и ЖКХ Москвы / Г. Р. Титова // Энергосбережение. 2008. № 5. С. 68–69.

4. Семенова, Н. Г. Интеллектуальная система энергоэффективного управления уличным освещением на основе нейросетевых технологий / Н. Г. Семенова, К. Р. Валиуллин // Вестник Оренбургского государственного университета. 2015. Т. 179, № 4. С. 183–188.

5. Киричок, А. И. Автоматизация наружного освещения как инструмент энергосбережения / А. И. Киричок // Мир дорог. 2012. № 63. С. 38–40.

6. Казаринов, Л. С. Концепция повышения энергетической эффективности комплексов наружного освещения / Л. С. Казаринов, Е. В. Вставская, Т. А. Барбасова // Фундаментальные исследования. 2011. Т. 3, № 12. С. 553–558.

7. Радиочастотный модуль цифровой шины: пат. № 114025 Украина: МПК H04B 7/17 (2006.01), H04B 7/24 (2006.01), G08C 17/02 (2006.01), G08C 19/02 (2006.01) / И. Б. Широков, И. С. Аблякимов; дата публ. 10.04.2017.

8. Радиочастотный модуль цифровой шины: пат. № 114107 Украина: МПК H04B 7/17 (2006.01), H04B 7/24 (2006.01), G08C 19/02 (2006.01), G08C 17/02 (2006.01) / И. Б. Широков; дата публ. 25.04.2017.

9. Носков, В. Я. Об энергетическом потенциале автодин / В. Я. Носков // 24nd Int. Crimean Conf. “Microwave & Telecommunication Technology” (CriMiCo’2014). Sevastopol, 2014. Р. 1029–1030.

10. Носков, В. Я. Автодинная радиоблокировка 8-миллимитрового диапазона для проведения баллистических испытаний / В. Я. Носков // 23nd Int. Crimean Conf. “Microwave & Telecommunication Technology” (CriMiCo’2013). Sevastopol, 2013. Р. 1041.

Тенденции на рынке интеллектуальных систем управления освещением

Технологии интеллектуальных систем управления освещением (смарт-освещение), позволяющие пользователям управлять освещением с помощью управляющих устройств (компьютеры, смартфоны или специальные пульты дистанционного управления) являются важной темой в осветительной отрасли. Современный взгляд на данную тематику раскрывает различные аспекты этого бизнеса, его ограничения и его возможности.

Сегодня, в условиях экологического дисбаланса в нашей экосистеме, бизнес все чаще обращает внимание на экологическую составляющую своей деятельности. Все большее количество компаний принимает, так называемую, «Зеленую» стратегию для поддержки своего устойчивого развития. Кроме того, частные и государственные сектора объединяют свои силы, чтобы поощрять различные интеллектуальные инициативы по всему миру. Рынок интеллектуальных технологий быстро растет, и освещение является одним из основных перспектив на этом рынке. Мировой рынок смарт-систем управления освещением составлял $ 9,10 млрд в 2014 году, и, как ожидается, превысит $ 51,50 к 2025 году, что составляет рост в среднем на 17,1% в год.

Предпосылки

На рынок Смарт-систем во многом влияет рост количества проблем, связанных с окружающей средой. По всему земному шару проблемы энергосбережения считаются одними из наиболее важных проблем, и эффективное, или смарт-освещение, вносит значительный вклад в деле сохранения энергии.
К примеру, Европа является ведущим регионом в области технологий систем освещения и освещения, ориентированного на людей. В настоящее время в Европе действуют различные светотехнические ассоциации, интенсивно работающие в направлении развертывания интеллектуальных систем управления освещением в общественном и частном секторах.
В 2015 году в США признано, что один из лучших потенциальных рынков в индустрии освещения является внедрение смарт-освещения, так как эксплуатационные расходы на освещение в коммерческих зданиях оцениваются наиболее высокими именно в Северной Америке, и смарт-освещение является в данном случае одним из самых экономически эффективных решений.
Азиатско-Тихоокеанский регион так же является зоной с наиболее быстро растущей индустрией смарт- освещения. За ним следом идут Южная Америка, Ближний Восток и Африка.

Светотехническая промышленность переживает радикальную трансформацию в сторону полупроводниковых технологий, соответственно семимильными шагами идет развитие светодиодного освещения. LED-источник, как известно, является наиболее реальной альтернативой газоразрядным (и тем более накаливания) источникам света вследствие более продолжительной жизни и способности потреблять сравнительно меньше энергии. Кроме того, светодиодные светильники, как ожидается, останутся в тренде в течение длительного времени, и есть почти нулевая вероятность запрета этой технологии по экологическим соображениям, поскольку количество опасных химических веществ в нем очень незначительно. Кроме того, отработавшие элементы легко поддаются вторичной переработке.

Экспертами отмечается, что интерес населения по всему миру в управлении освещением своих объектов (жилых домов, офисов, предприятий) с помощью своих смарт-устройств постоянно растет.

Растущий интерес пользователей к возможности контролировать свои источники света побуждает производителей к развитию данных технологий. И хотя светодиоды являются наиболее удачным выбором для умных систем освещения, другие традиционные источники света, такие как газоразрядные лампы, лампы дневного света и КЛЛ также могут быть использованы в системах смарт освещения

Смарт-системы. Уровни интеграции и интеллекта

Смарт-осветительные системы могут быть либо с интегрированными датчиками, либо без датчиков. С помощью встроенных датчиков система имеет возможность регулировать яркость освещения при различных условиях. В то время как системы без интегрированных датчиков тоже считаются интеллектуальными, при условии, что они являются программируемыми.

Благодаря значительному развитию беспроводных технологий (Bluetooth, Wi-Fi, Li-Fi и т.д.), большинство будущих систем смарт-освещения, как ожидается, будет беспроводной. Экспертами прогнозируется, что рынок беспроводных интеллектуальных систем освещения, будет расти высокими темпами, в среднем на 23% в год.

Рост рынка беспроводных интеллектуальных систем освещения обеспечивается, главным образом, следующим причинами:

увеличение доступности программного обеспечения с открытым исходным кодом;

достижения в области платформ (ОС) разработчиков;

снижение затрат на компоненты;

оптимизацией стандартов, регулирующие работу сетей;

разработкой многопротокольных шлюзов, оптимизация IP-адресаций и большое количество производителей микросхем WSN (датчики беспроводных сетей).

Цикл разработки беспроводных продуктов сегодня усовершенствован настолько, что занимает не несколько лет, как это было раньше, а несколько месяцев. Кроме того, развитие смарт-устройств, таких как смартфоны, смарт-часы, планшеты и т.д. также стимулируют спрос на беспроводные системы управления освещением. Ожидается, что рынок беспроводного смарт-освещения в ближайшее время существенно расширит свое присутствие в жилых домах вследствие растущего спроса на беспроводные интеллектуальные системы освещения для домашней автоматизации и автоматизации зданий.

Однако, следует отметить, что на сегодняшний день, по крайней мере по итогам 2016 года, проводные технологии смарт-освещения имеют большую долю и будут продолжать доминировать на рынке в ближайшие год-два.

WSN (Wireless Sensor Network) еще предстоит завоевать популярность в коммерческих, а также в корпоративных инфраструктурах, так как их установка требует больших начальных инвестиций. Ожидается, что рынок WSN будет иметь долю рынка приблизительно в $4 млрд к 2025 году.

В течение этого периода на рынки Ближнего Востока и Африки поставки будут наиболее растущими.

На рынке беспроводных интеллектуальных систем освещения используется множество протоколов, осветительные сети развертываются различным OEM-производителями, какой-либо нормативно-технической базы пока нет.

В настоящее время большинство коммуникации в интеллектуальных системах искусственного освещения основаны на системе DALI.

Система управления DALI (Digitally addressable lighting Interface) имеет возможность осуществлять связь между светильниками и управляющим устройством, такими как смартфон, смарт — часы, планшеты и т.д. DALI применяют в своих системах многие производители, это Osram GmbH, Eaton Corporation, GE Lighting, LG Electronics и многие другие, что делает его более гибким и удобным для пользователя при выборе производителя.

Наряду с другими системами управления освещением, существует и активно развивается платформа ZigBee, позволяющая пользователям контролировать светодиодные светильники, лампы, выключатели. Данная система уже сегодня является весьма популярным протоколом. К примеру для Philips Hue протокол ZigBee является самым популярным интеллектуальным продуктом среди систем управления освещением.

Как все начиналось

В самом начале Philips стал пионером в индустрии смарт-освещения, выведя на рынок свой первый LED драйвер. Позже, с целью сохранения своих позиций на рынке, несколько других компаний так же запустили смарт-версии своих систем освещения. Philips сталкивается с жесткой конкуренцией со стороны других конкурентов по отрасли, в числе которых Osram, Acuity Brands, GE и другие.

Смарт-освещение в различных сферах применения

Смарт-освещение, как и вообще освещение, классифицируется на внутреннее и наружное. Наружный сегмент освещения охватывает улицы, парки, велодорожки, парковки и так далее.
В последние годы наружное освещение претерпело значительные преобразования, приводящие к быстрому росту сегмента, и светодиоды, как ожидается, захватят около 85% от общего объема светильников в течение ближайших 5 лет, в том числе доля умных уличных систем займет до 37% доли рынка.
Такое развитие событий в наружном освещении, как ожидается, обеспечит достаточную экономию затрат на электроэнергию и техническое обслуживание, что могло бы способствовать увеличению внимания к системам как государственного, так и частного секторов. Используя интегрированные датчики и возможности программирования таких систем, можно получать до 40% экономии всех затрат. Прогнозируется, что скорость дальнейшего увеличения экономии будет возрастать вследствие растущего числа дооснащаемых смарт-систем, принимаемых государственными и частными организациями по всему миру.

В то же время рынок внутреннего смарт-освещения будет расти в среднем на 25% к 2025 году. Это обусловлено требованиями сокращения потребления электроэнергии в жилом секторе федеральными и государственными нормами, что в свою очередь связано с проблемами воздействия на окружающую среду, а также в целях снижения операционных и эксплуатационных затрат. Такие компании, как Zumtobel, Philips, Acuity Brands и Daintree являются одними из самых активных игроков на рынке смарт-освещения в жилом секторе.

О препятствиях

С самого начала рынок интеллектуального освещения сталкивается с отсутствием стандартизации, и это является главным препятствием для роста рынка. Однако сейчас есть компании, работающие в направлении создания единой платформы для внедрения смарт-систем освещения, которая могла бы объединить усилия различных брендов и протоколов.
К примеру, организация IFTTT является одним из ведущих инициаторов работ по стандартизации платформы IoT. В настоящее время оно имеет ограниченное число привлеченных к работе брендов, но её способность создать общий концентратор для управления всеми смарт-устройствами, как ожидается, создаст максимум предпосылок для развития рынка смарт-освещения.

Перспективы

Светотехническая промышленность в настоящее время переживает серьезные изменения. Поскольку освещение становится все более умным, вопросы, связанные с освещением, уже не ограничиваются розеткой, выключателем и лампочкой. Эти интеллектуальные решения в области освещения интегрируют в себя датчики и способны выполнять различные другие задачи, такие как мониторинг деятельности человека, сбалансированность спроса и предложения электроэнергии и многое другое.

В настоящее время появляются все более технологически продвинутые алгоритмы интеллектуальных систем управления освещением. Кроме того, тенденция к росту не только умных домов, но и умных городов с предоставляемыми возможностями получения и анализа данных, как ожидается, произведут революцию в светотехнической промышленности.

Теперь производители осветительного оборудования сотрудничают с ИТ-компаниями, чтобы с их помощью решить проблемы восприятия новейших технологий освещения, пока имеющиеся у потребителей и сделать их более удобными. Новейшие системы смарт-освещения, согласно прогнозам, будут оснащены высокопроизводительными надежными датчиками как для наружного, так и внутреннего освещения. Умные уличные фонари будут не только энергоэффективны, но и смогут выступать в качестве детекторов ситуации окружающей среды, оснащены видеокамерами наблюдения, анализаторами качества воздуха и осуществлять сбор других данных, анализировать и предоставлять эту информацию всем ключевым руководителям и мониторинговым службам города.

Кроме того, смарт-освещение будет оказывать положительное влияние на окружающую среду. Смарт-системы позволят оптимизировать использование освещения в различных уголках офиса, в конференц-залах и кабинетах, а также предоставлять сотрудникам информацию, такую как плотность людей в определенных помещениях, на рабочих местах, о наиболее подходящих или свободных местах в офисе.

В ближайшие годы, разработчики программного обеспечения и ИТ-компании также станут важной частью этой отрасли. Будут создаваться новые возможности смарт-освещения в различных промышленных областях, таких как здравоохранение, сельское хозяйство, садоводство, средства массовой информации, развлечений и тому подобное. Уже сегодня ряд компаний начали инвестиции в R&D для увеличения возможностей интеллектуальных систем освещения, что увеличивает перспективы роста этого рынка в будущем.

Использованные материалы:

The Insight Partners Analysis, June 2016: Smart Lighting Market to 2025 — Global Analysis and Forecasts by Lighting Types, Application and Connectivity Technology

Интеллектуальное освещение — ESYLUX

…в сочетании с превосходным

качеством света

Идеальным источником света для интеллектуальных систем освещения являются светодиоды. Секрет успеха кроется не только в энергоэффективности и исключительно долгом сроке службы: поскольку светодиоды сами по себе являются электронными устройствами, они идеально подходят для управления с помощью электронных технологий. Однако стоит отметить, что все светодиоды различаются. Цветопередача, коэффициент пульсации и постоянство цвета – в лаборатории света ESYLUX все светильники проходят тщательное тестирование.

Системный подход к освещению

Наши интеллектуальные системы освещения являются примером идеальной синергии освещения и автоматизации. Комбинации потолочных светильников, датчиков и блоков управления легко монтируются и идеально взаимодействуют друг с другом, обеспечивая наиболее благоприятное для человека освещение, а при необходимости даже энергоэффективное биологически активное освещение по технологии SymbiLogic.

Интеллектуальные сети

Хорошо работающие сети открывают перед нами широкие возможности и перспективы не только в профессиональной сфере, но и в сфере освещения. Они обеспечивают согласованную коммуникацию и автоматизацию, позволяя синхронизировать процессы и добиться более масштабного внедрения энергосберегающих технологий. Именно поэтому сетевые технологии играют для нас важную роль – они позволяют постоянно оптимизировать синергию систем освещения и автоматизации.

Разные сценарии освещения

в зависимости от потребностей

Проще, чем включить, выключить или отрегулировать освещение с помощью выключателя или приложения, может быть лишь одно: полностью изменить освещение в помещении одним нажатием кнопки, активировав специальный сценарий, адаптированный к конкретной ситуации. Следующий пример демонстрирует различные варианты того, как в зависимости от цели использования может быть оформлен конференц-зал. В помещении установлена поделенная на две группы светильников система освещения CELINE Quadro-Sets с технологией SymbiLogic и встроенным модулем KNX, которую дополняют круглые светильники направленного вниз света, интегрированные в систему с помощью переключателя DALI. Система вентиляции включается с помощью шины KNX и, как и остальное оборудование, автоматически выключается по окончании совещания.

Системы интеллектуального управления — Lumen Pro

Системы управления освещением позволяют создавать комфортную световую среду при минимальном потреблении электроэнергии. Применение интеллектуальных систем управления освещением позволяет дополнительно экономить до 60% электроэнергии и увеличить срок службы светодиодного оборудования в несколько раз. При этом безусловным остается выполнение нормативных требований к освещенности различных функциональных групп.

В качестве одного из вариантов в данном направлении предлагается сочетать диодное освещение с различными датчиками – движения, присутствия, освещенности. Например, использование внешних датчиков освещенности позволяет осуществлять включение/выключение наружного освещения в зависимости от времени суток и погодных условий. А применение внутренних датчиков движения и присутствия позволяет создать комфортную световую среду, избавив сотрудников от необходимости отслеживать включение/выключение светильников и сосредоточиться на выполнении своих функциональных обязанностей.

Другое предложение заключается в применении дополнительного пакета оборудования и программного обеспечения, позволяющего через пользовательский интерфейс на веб-основе легко управлять инфраструктурой освещения. Стандартный пакет оборудования состоит из блока передачи данных с одним реле и блока питания. Блоки управления (позволяют подключить до 1 300 светильников) устанавливаются в уже имеющиеся электрощиты для регулирования освещения, измерения энергопотребления и связи с центральной системой. В случае неполадки, данное решение дает сигнал тревоги, предоставляя точную информацию о том, когда и где не работали светильники.

Помимо этого система интеллектуального управления освещением позволяет:

установить параметры времени работы светильника, основываясь на измерениях датчиков освещенности, времени рассвета/заката или на особом расписании, согласно требованиям местности применения.

установить необходимый уровень освещенности, например, в зависимости от условий окружающей среды или количества машин на дороге.

сократить затраты на обслуживании светильников за счет точного и оперативного получения информации о сломанном оборудовании и соединениях.

измерять энергию, потребляемую каждым светильником или линией светильников.

Преимущества использования интеллектуальных систем управления освещением:

1 Сокращение энергопотребления на 60% за счет возможности регулирования освещения.

2 Сокращение расходов на обслуживание за счет системных оповещений о сломанных светильниках и соединениях.

3 Быстрая окупаемость (3-4 года).

4 Модульность — клиент может заказать только необходимые блоки.

5 Повышение долговечности работы сетей освещения.

6 Надежное дистанционное управление без затрат на передачу данных через ноутбук или мобильный телефон.

7 Длительный срок службы (более 10 лет).

В разделах Системы управления освещением и Сопутствующее оборудование Вы сможете выбрать оборудование, которое оптимальным образом решит Вашу задачу. Также специалисты «ЯЗАСВЕТ» готовы проконсультировать и предложить оптимальное решение с учетом предъявляемых технических требований и желаемых результатов.

Интеллектуальные системы уличного освещения и столбы умного города

Как неотъемлемая часть городской инфраструктуры, уличное освещение способствует безопасности дорожного движения. Огромное количество источников света, необходимых для полного освещения дорожной системы, создает острую потребность в решениях по освещению, которые были бы как можно более экономичными, но в то же время обеспечивали бы улучшенную визуальную среду, обеспечивающую точную и удобную видимость в часы темноты. Это, в свою очередь, способствовало разработке интеллектуальных систем управления освещением и систем управления энергопотреблением, которые позволяют осветительным приборам работать автономно с использованием различных алгоритмов прогнозирования, основанных на астрологическом календаре, фотоуправлении или детекторах движения.Внедрение интеллектуального уличного освещения с центральной системой управления (CMS) через беспроводные и проводные сети завершает портфель возможностей, позволяющих экономить энергию и улучшать качество освещения.

Светодиодное уличное освещение

Отрасль освещения претерпевает радикальные преобразования, вызванные технологическим прогрессом в твердотельном освещении (SSL), основанном на технологии светодиодов (LED). Светодиод преобразует электрическую энергию в световую за счет излучательной рекомбинации электронов и дырок, высвобождаемых из слоев полупроводникового соединения с противоположным легированием.Полупроводниковое устройство демонстрирует высокую эффективность розетки и длительный срок службы. Работая в твердом состоянии, а не за счет возбуждения газовой среды или нагрева нити накала, светодиоды обеспечивают высокую надежность систем уличного освещения, которые подвергаются повторяющимся вибрациям в дорожных условиях. Все эти особенности приводят к значительной экономии энергии и затрат на техническое обслуживание с помощью светодиодного уличного освещения и, следовательно, значительно большей окупаемости инвестиций по сравнению с традиционными системами освещения.

В отличие от традиционных источников света (например, люминесцентных и HID), которые создают ряд проблем, связанных с управлением освещением, светодиоды представляют собой устройства, управляемые током, которые мгновенно реагируют на изменения потребляемой мощности. Этот уникальный атрибут позволяет создавать плавные профили затемнения и программировать динамические сцены освещения в светодиодных уличных фонарях. Полупроводниковая природа светодиодов способствует цифровой трансформации уличного освещения. Возможность бесшовного управления светодиодами с помощью электронных логических схем или процессоров открывает дверь к широкому спектру интерактивных возможностей, которые устраняют разрыв между цифровым и физическим миром.

Управление освещением

На самом базовом уровне уличные фонари объединяются в сеть и адресуются группами или индивидуально, чтобы обеспечить удаленную настройку, управление и мониторинг. Сетевая система управления обычно состоит из CMS (иногда называемой станцией управления), одного или нескольких шлюзов, контроллеров, а также других оконечных устройств. CMS — это централизованная платформа, которая работает в облаке или на локальном сервере. Такая обычная CMS уличного освещения собирает и хранит данные об уличном освещении с помощью регистратора данных.Графический пользовательский интерфейс (GUI) создается пользовательским веб-приложением для помощи в удаленном управлении, настройке и мониторинге уличного освещения.

Контроллер уличного освещения предназначен для подачи команд на управление драйвером светодиода и, следовательно, работой светодиодов на основе модели управления и обратной связи датчиков. Обычные контроллеры конфигурируются для реализации заранее запрограммированного поведения или режима работы. Контроллер будет включать / выключать свет или регулировать интенсивность светового потока в соответствии с заданными пользователем настройками, тем самым максимизируя эффективность отдельного оборудования.Контроллер может быть реализован либо с использованием простой схемы управления, которая действует на входы датчиков, либо процессора, состоящего из одного или нескольких запрограммированных микропроцессоров и связанных с ними схем. Контроллер устанавливается внутри опоры или внутри светильника.

В случае, если уличный фонарь не может напрямую подключаться к CMS, шлюз может пересылать данные между CMS и светом. Шлюз оснащен технологиями и механизмами, необходимыми для преобразования информации между различными протоколами, такими как BACnet в DALI или DMX512 в 0-10 В постоянного тока.Шлюз может обмениваться данными с несколькими контроллерами уличного освещения и может реализовывать интеллектуальные возможности периферии. Шлюз может включать, например, транслятор протокола, часы реального времени, приемопередатчик, память, порт Ethernet, изолятор неисправностей и т. Д.

Конечные устройства могут быть датчиками, которые определяют определенные характеристики окружающей среды и передают их контроллеру уличного освещения. Конечные устройства также могут быть электронными схемами, которые взаимодействуют с контроллером с заранее запрограммированными последовательностями.Фотоэлемент обычно интегрируется в систему наружного освещения для обеспечения фотоконтроля от заката до рассвета. Датчики движения, такие как пассивные инфракрасные (PIR) датчики, микроволновые датчики и ультразвуковые датчики, могут использоваться для изменения состояния света при обнаружении движения. Датчики обеспечивают освещение по запросу, а таймеры и астрономические часы позволяют управлять освещением по заранее заданному расписанию. Оконечные устройства монтируются на светильники или опоры уличных фонарей. Они могут работать как автономное решение или использоваться вместе с сетевой системой.

Удаленное подключение обычных систем управления уличным освещением обеспечивается проводными или беспроводными коммуникационными сетями, включая Ethernet, оператор линии электропередач (PLC), сотовые сети 2G / 3G / 4G и проприетарные радиочастотные системы. В общем, ограниченное количество приложений и элементов управления не требует большой нагрузки на сеть связи. Поэтому надежность сети и низкая стоимость эксплуатации имеют приоритет при оценке технологии связи.

Интеллектуальное уличное освещение

Идея добавления элементов управления и возможности подключения к уличным фонарям изначально была вызвана необходимостью автоматизации основных элементов управления освещением, таких как включение / выключение и затемнение, а также обеспечения возможности записи данных и регистрации рабочих параметров и аномальных условий.Растущая тенденция к использованию интеллекта и сетевых технологий для устранения неэффективности операций способствовала появлению более сложных алгоритмов управления освещением и увеличению количества уличных фонарей в сети. Усовершенствованное управление освещением позволяет городским менеджерам автоматизировать критические, но трудоемкие задачи, открывать новые операционные идеи, обеспечивать более адаптивное освещение и значительно экономить средства. Технологии беспроводной связи развиваются, чтобы удовлетворить требования к масштабируемости и функциональной совместимости для обработки большого количества географически разбросанных уличных фонарей.

Интеллектуальные системы уличного освещения обеспечивают сложное взаимодействие с пользователем и расширенные функции затемнения и планирования. Интеграция элементов управления, датчиков и возможностей подключения позволяет интеллектуальным уличным фонарям формировать самоадаптирующуюся распределенную сеть, которая адаптирует уличное освещение к меняющимся условиям на дороге. Контроллер освещения можно запрограммировать на управление уличным фонарем в различных режимах в зависимости от трафика, времени и факторов окружающей среды. Беспроводной радиомодуль контроллера обычно работает в ячеистой сети.Топология ячеистой сети обеспечивает высокий уровень надежности, позволяя каждому узлу освещения связываться со своим соседом и, таким образом, обеспечивая более одного пути через сеть для любого беспроводного канала.

Адаптивное освещение по запросу, включенное сенсорным модулем, будет реагировать только на деятельность человека, например пешеходам, велосипедистам и машинам. Другие сенсорные устройства используются для определения и измерения переменных окружающей среды и состояния системы. Шлюз, поддерживающий многоадресную рассылку, собирает данные от уличных фонарей в своей сети и отправляет информацию в CMS, где данные анализируются и обрабатываются.Сетевой сервер сопоставляет события с действиями и триггерами, которые затем передаются шлюзом на контроллеры уличного освещения. Шлюз подключается к CMS с помощью проводной или беспроводной связи. CMS предоставляет безопасное веб-приложение для пользователей на различных настольных рабочих станциях и мобильных устройствах.

Интернет вещей (IoT)

Настоящая революция произошла, когда светодиодное уличное освещение было объединено с Интернетом вещей (IoT). Помимо возможностей расширенного управления освещением, добавление возможности подключения по Интернет-протоколу (IP) к уличным фонарям и расширение сенсорных возможностей светодиодных светильников позволило создать широкий спектр инновационных приложений, которые меняют способ взаимодействия людей с окружающей средой.Интернет вещей соединяет физический и цифровой миры с помощью интеллектуальных устройств, которые могут собирать или передавать информацию. IoT — это не единичная технология. Это конвергенция датчиков, устройств, сетей и программного обеспечения, которые работают синергетически, чтобы извлекать знания и полезные идеи и превращать их в реальную рентабельность инвестиций. С помощью Интернета вещей объекты реального мира подключаются к Интернету и взаимодействуют друг с другом, мобильными и веб-приложениями. При этом эти связанные «вещи» становятся интеллектуальными устройствами, которые могут создавать, обмениваться данными, агрегировать, анализировать или воздействовать на информацию.

IoT дает значительные преимущества уличному освещению. Сгенерированные датчиками аналитические данные обеспечивают глубокую осведомленность о сетке и обратную связь в режиме реального времени, которые можно использовать для оптимизации управления и повышения эффективности систем уличного освещения. Программные приложения, предоставляемые платформами Интернета вещей, позволяют администраторам удобно контролировать, управлять и программировать серию сложных, чувствительных ко времени инструкций по регулировке яркости. Расширенное управление освещением предоставляет широкий спектр функций управления и позволяет удаленно создавать пользовательские сцены по зонам, расписанию или действиям.Активный мониторинг, измерение и управление осветительными узлами позволяют автоматически идентифицировать отказы ламп и сообщать о них, а также прогнозировать и упреждающее планирование технического обслуживания. Комбинация сенсорных технологий, аналитических подходов, программных платформ и вычислительной мощности способствует критически важной динамике, такой как масштабируемость, совместимость, безопасность, внутренняя интеграция, обновления микропрограмм и программного обеспечения.

Светодиодное уличное освещение готово сыграть важную роль в Интернете вещей. Уличные фонари повсеместно присутствуют в городских районах и большинстве сельских жилых домов.Расположенные через каждые 30-80 м почти на каждой дороге и улице приподнятые источники света имеют опорную конструкцию и источник электроэнергии. Эти функции делают сети уличного освещения легкодоступной и выгодной с географической точки зрения платформой для развертывания устройств IoT. Уличное освещение с поддержкой Интернета вещей не только позволяет реализовать сложные стратегии освещения и обеспечивает дополнительную экономию энергии, но и создает магистральную сеть, поддерживающую ряд приложений умного города.

Умные города

Под умным городом понимается городская среда, в которой используется технология IoT для эффективного управления активами и ресурсами города, тем самым повышая его жизнеспособность, устойчивость и возможность подключения.Используя распределенную сеть интеллектуальных узлов, можно собрать огромный объем данных, чтобы получить ценную информацию о том, как работает город. Чтобы реализовать обещание умного города, необходима общегородская инфраструктура с доступом к источникам питания, средствам управления и коммуникациям, на которой можно разместить широкий спектр датчиков и устройств Интернета вещей. Сети уличного освещения предлагают такую инфраструктуру для развертывания интеллектуальных устройств в городских районах. Множество приложений умного города выигрывают от совместной сетевой инфраструктуры для уличного освещения.

Управление движением

Интеллектуальные системы управления дорожным движением используют аналитику трафика, собираемую счетчиками и классификаторами трафика, для оптимизации движения транспортных средств и пешеходов. Динамическое взаимодействие между детекторами трафика и светофором позволяет адаптировать освещение движения к уровням заторов, погодным условиям, авариям или другим событиям, которые могут повлиять на транспортный поток.

Управление парковкой

Датчики свободного места на парковке, установленные на столбах уличных фонарей, отслеживают занятость парковочных мест и информируют центр управления, который затем может направить автомобиль к незанятому месту.Эта технология также может использоваться для отслеживания транспортных средств на предмет нарушений правил парковки и выставления счетов водителям за время парковки.

Экологический мониторинг

Датчики окружающей среды отслеживают изменения качества воздуха, атмосферных условий, погодных условий и температуры. Эти устройства используют оборудование связи в уличных фонарях для отправки данных на платформу IoT и отправки предупреждений о неблагоприятных погодных условиях, чтобы предупредить людей об аномальном климате или потенциальных опасностях, таких как быстро движущиеся торнадо или лесные пожары.

Сдерживание преступлений

Уличные фонари, оборудованные IP-камерами и аудиорекордерами, позволяют органам безопасности записывать, проверять и контролировать действия в районах, подверженных авариям, и районах с высоким уровнем преступности.

Общедоступные сообщения / цифровые вывески

Сеть уличного освещения может использоваться как сеть общественной информации за счет включения цифровых рекламных щитов и громкоговорителей для оповещения и рекламных целей.

Инфраструктура связи

Точки беспроводного доступа и базовые станции для малых сот могут быть установлены на столбах уличных фонарей для улучшения широкополосного подключения и поддержки сетей 5G соответственно.

Умные уличные фонари

Что такое умный уличный фонарь? От управления на основе расписания до адаптации на основе активации датчиков до интеллектуальных и сетевых систем — концепция интеллектуального уличного освещения постоянно развивается. На данный момент интеллектуальный уличный фонарь можно определить как интеллектуальную систему наружного освещения, которая учитывает контекст своей среды и может подключаться, обмениваться данными и взаимодействовать с другими интеллектуальными устройствами, подключенными по беспроводной сети, и центральной платформой.В контексте Интернета вещей интеллектуальный уличный фонарь или интеллектуальный столб — это хост-терминал для устройств Интернета вещей с функциями обнаружения, срабатывания, идентификации, управления или мониторинга. Конвергенция информации и коммуникаций в реальном времени в структуру Интернета вещей приводит к беспрецедентной управляемости, которая позволяет муниципалитетам и государственным службам раскрыть весь потенциал энергосбережения светодиодного уличного освещения. В то же время уличные фонари и опоры становятся активами IoT, которые могут поддерживать широкий спектр инициатив умного города за счет использования их повсеместного покрытия в городских районах и доступа к источникам питания и подключению.

Топология интеллектуального уличного освещения от Huawei Technologies Co., Ltd.

Архитектура Интернета вещей для умного уличного освещения

Умные уличные фонари вносят свой вклад в уровень восприятия архитектуры IoT, который также включает в себя уровни сети, транспорта, промежуточного программного обеспечения и приложений. Уровень восприятия — это физический уровень, который занимается идентификацией и сбором объектно-ориентированной информации о физической среде. Сетевой уровень — это уровень передачи, который соединяет вещи вместе и обрабатывает IP-адресацию для устройств IoT и маршрутизацию IP-пакетов.Транспортный уровень предназначен для организации надежной доставки пакетов данных между адресуемыми узлами и обеспечения безопасности приложений и служб, построенных на основе протокола TCP или UDP. Уровень промежуточного программного обеспечения — это уровень обработки, на котором хранятся, анализируются и обрабатываются данные, поступающие с транспортного уровня. На прикладном уровне данные превращаются в ценность. Он определяет и предоставляет различные приложения для управления и мониторинга различных аспектов системы IoT.

Уличные фонари с поддержкой Интернета вещей делают по-настоящему умными не только интеграция элементов управления и датчиков.Не менее полезными являются возможности этих устройств Интернета вещей обмениваться данными по беспроводным или проводным сетям и извлекать знания и полезные идеи из детализированных, генерируемых машиной данных. Эти способности можно разделить на «Общение» и «Платформа». Датчики, исполнительные механизмы, приемопередатчики, шлюзы, маршрутизаторы, встроенные системы, вычислительные серверы и другое оборудование и устройства IoT образуют строительный блок оборудования модели IoT. «Коммуникация» и «Платформа» — это два других основных строительных блока модели IoT.

Платформа Интернета вещей

Платформу IoT часто называют средой промежуточного программного обеспечения, где разработчики приложений могут использовать подмножество ее компонентов и создавать свои приложения для уличного освещения IoT. Надежный IoT должен иметь возможность 1) управлять перемещением данных и обменом информацией между устройствами IoT и приложениями IoT, 2) выполнять аналитику данных для уточнения, мониторинга и анализа структурированных и неструктурированных данных и 3) обеспечивать аутентификацию, авторизацию и конфиденциальность. , целостность сообщений, целостность контента и безопасность данных для защиты системы IoT.Платформы Интернета вещей упрощают управление данными из различных узлов и упрощают обмен данными, поток данных, управление устройствами, поддержку безопасности и включение приложений. Платформа оптимизирует и автоматизирует управление инфраструктурой во всем стеке Интернета вещей для безопасного и надежного взаимодействия, совместной работы и совместного использования ресурсов. Программные компоненты платформы IoT могут быть размещены в облаке, локально или размещены в гибридной модели.

Коммуникационные технологии

Потенциал интеллектуального уличного освещения можно раскрыть только тогда, когда устройства IoT могут обмениваться данными.Коммуникационный блок состоит из сетевого и транспортного уровня. Технология IoT расширяет связь по Интернет-протоколу (IP) от компьютерных сетей до различных типов конечных точек и устройств, соединяя интерфейсы связи через Интернет и открывая эти «вещи» для Интернет-служб. Транспортный уровень — это уровень сеанса, который генерирует сеансы IoT между приложениями, работающими на двух концах сети. Сетевой уровень — это то место, где работает IP и исходит IP-адрес.Это основной уровень коммуникационного блока.

Для работы на сетевом уровне было разработано множество протоколов и технологий беспроводной связи. Уличное освещение Интернета вещей требует подключения в основном на двух уровнях: глобальные сети с низким энергопотреблением на большие расстояния (LPWAN) и беспроводные локальные сети ближнего действия (WLAN). Решения дальнего радиуса действия IoT включают NB-IoT, LTE-M, LoRa, Sigfox и Ingenu. Технологии связи ближнего действия работают в промышленных, научных и медицинских (ISM) диапазонах и включают ZigBee, Z-Wave, Thread, Bluetooth Low Energy (BLE), Wi-Fi и Li-Fi.

Интеллектуальные системы уличного освещения — будущее, и BJB готов! * BJB — Технология для света

Являясь важным элементом городской инфраструктуры, технология уличного освещения продолжает развиваться, и BJB готов к этой революции.Подавляющее количество уличных фонарей, которые требуют полного освещения традиционных дорог, заслуживают комплексной системы для экономичных и эффективных световых решений.

Имея это в виду, внедрение интеллектуальных средств управления освещением и энергосберегающих систем, которые, в свою очередь, позволяют осветительным приборам работать автономно за счет использования сложных алгоритмов, обеспечивающих прогнозные результаты по всему спектру освещения. К ним относятся:

Фотоуправление и датчики движения
Календарные алгоритмы, основанные на астрологическом календаре
A CMS (Control Management System)

Индустрия освещения продолжает претерпевать радикальные преобразования, обусловленные достижениями в твердотельном освещении на основе светодиодной технологии.Светодиоды сделали системы уличного освещения невероятно прочными, а также повысили их эффективность, а также снизили затраты на техническое обслуживание, связанные со светодиодным уличным освещением.

Кроме того, светодиодами можно легко управлять с помощью электронных логических схем, которые предоставляют широкий спектр интерактивных возможностей, устраняющих разрыв между цифровым и физическим миром.

Интеллектуальные системы освещения позволяют следующее:

Сложное взаимодействие с пользователем и расширенные функции затемнения и планирования
Формируйте самоадаптирующуюся сеть, которая меняет дорожные условия
Может работать в разных режимах в зависимости от трафика и / или условий окружающей среды
Освещение по требованию может быть включено с помощью сенсорный модуль для взаимодействия с людьми (пешеходами, велосипедистами, автомобилями)

BJB играет жизненно важную роль в умном светодиодном уличном освещении, а также умном внешнем освещении — эту тему мы обсуждали здесь, на BJBToday, еще в августе.Мы выделили:

Интеллектуальное освещение основано на интеллектуальных датчиках или модулях связи и анализе данных. Чтобы взаимодействие между датчиком или коммуникационным модулем и светильником работало, вам нужна соответствующая технология соединения, которая соединяет светильник и сенсор или коммуникационный модуль. Connecting Socket от BJB воплощает это в жизнь.
13 августа 2020 г. — Как BJB влияет на революцию освещения

Соединительная розетка BJB: розетка Zhaga

Наш электромеханический интерфейс 47.Серия 121 предлагает практичное решение для соединения между светодиодным наружным освещением и сенсорным / коммуникационным модулем. Этот стандартизированный интерфейс (Zhaga Book 18) совместим с многочисленными датчиками и коммуникационными модулями от различных производителей.

Розетки BJB одинаково подходят для настенных и панельных светильников. Их можно использовать для размещения датчиков сверху (1), снизу (2) или сбоку (3) лампы, в зависимости от желаемой функции датчика. В зависимости от области применения для правильной работы требуется правильное выравнивание модуля датчика по отношению к окружающей среде

Осветительное решение BJB для государственного сектора

Благодаря системе розеток BJB для наружных светильников, BJB представляет собой не имеющую аналогов систему, которая позволяет быстро и легко реализовать решение Smart City на любом наружном светильнике.

Этот интерфейс был разработан специально для светодиодных источников света и драйверов в светильниках для наружного освещения. Вершиной этого решения является разработка розетки, соответствующей требованиям IP, с герметизирующей крышкой.

Устройство обеспечивает полный электрический интерфейс между розеткой и соответствующими сенсорными модулями. При использовании в сочетании с сертифицированными драйверами, совместимыми с датчиками (например, Philips), узел розетки подходит для съемного модуля датчика с системой Twistlock.

Для связи и передачи данных модуль снабжен питанием постоянного тока и DALI 2 или двухпроводной шиной. Четвертое соединение зарезервировано как цифровой порт ввода-вывода. Компактная конструкция с улучшенным уплотнением облегчает установку сенсорного модуля на проезжей части, улицах и наземных участках вверх, вбок или вниз.

Объединение светодиодного освещения и усовершенствованного управления освещением в городских районах только начинается. BJB может помочь муниципалитетам и общинам ускорить адаптацию этих технологий.Обратитесь к нам, чтобы помочь в этой захватывающей революции!

О BJB:

BJB был связан с технологией освещения более 150 лет, сначала производя компоненты для масляных ламп, а затем, с начала 20 века, обеспечивая электрическое соединение между источником питания и лампой. У нас многолетняя репутация производителя качественных и немецких инженерных решений. Развиваясь за счет прецизионной автоматизации, мы теперь являемся пионерами революционных светодиодных технологий.BJB производит светодиодные компоненты, оптику и системы автоматизации для решения проблем и создания долгосрочной ценности для OEM-производителей освещения и бытовой техники по всему миру. Другими словами: мы предлагаем «Технология для света»

Будущее «умных» городов за уличными фонарями

Города спешат заменить устаревшие уличные фонари на «умные» светодиодные светильники, которые однажды смогут найти вам парковочное место, контролировать качество воздуха и объявить о приближении. гроза.

Почему это важно: Несмотря на ухабистое и неоднозначное начало некоторых программ интеллектуального уличного освещения, города экономят кучу денег на энергии, отказываясь от традиционных лампочек, и вскоре могут получить прибыль, монетизируя данные с интеллектуальных светодиодных датчиков. или сдача в аренду места на фонарных столбах.

Общая картина: Было много шумихи об «умных городах», где подключенные технологии помогают правительствам лучше служить нам, — но также много денег было потрачено на дорогостоящие проекты, которые провалили или вызвали общественный резонанс по поводу использования полицией камер наблюдения.

Сегодня надежды связаны с потенциалом «умных» уличных фонарей, на которых есть датчики, которые могут делать все, от анализа дорожного движения до помощи операторам службы экстренной помощи.

«Уличные фонари становятся основой более крупных инициатив в области умных городов», — говорится в отчете Northeast Group, фирмы, занимающейся аналитикой рынка умных городов.
Города вложат в них 8,2 миллиарда долларов в следующие 10 лет, говорится в сообщении.
Это займет время: «В целом к 2029 году более 90% уличных фонарей будут светодиодными, а 35% будут подключены», — заявили в Northeast Group.

В больших и малых городах — , включая Чикаго, Атланту, Лос-Анджелес, Филадельфию и Кливленд — традиционные уличные фонари заменяются светодиодами, которые потребляют меньше энергии и могут быть запрограммированы на затемнение или повышение яркости по мере необходимости.

«Уличное освещение может составлять до 40% городских счетов за электроэнергию, поэтому вы видите огромную экономию средств по всем направлениям», — сказал Axios Бенджамин Гарднер, президент Northeast Group.
Датчики, устанавливаемые на уличных фонарях, имеют множество применений, и в будущем их будет еще больше.
Официальный документ Intel представляет собой день, когда уличные фонари будут делать все, от управления движением и парковкой до вывода людей из опасности во время чрезвычайной ситуации (мигая в направлении эвакуации).

«Цель состоит в том, чтобы расширить существующую инфраструктуру с помощью облака, чтобы данные и дополнительные функции могли проходить через то, что было глупым активом», — сказал Мартин Стефенсон, руководитель отдела систем и услуг в Северной Америке компании Signify, крупного поставщика подключенного освещения. — рассказывает Axios.

Но, но, но: Противодействие происходило на разных фронтах.

Наблюдение: Активисты сообщества отругали Сан-Диего после того, как полиция начала использовать видео из своей программы «Умные уличные фонари» стоимостью 30 миллионов долларов.
Эстетика: Световые столбы, заваленные датчиками, камерами и рекламой, могут выглядеть ужасно.
Health: «Города и поселки по всей Северной Калифорнии издают постановления, которые исключают новые сотовые узлы 5G из жилых районов, ссылаясь на предполагаемые проблемы со здоровьем», — говорится в WSJ.

Эксперты по умному уличному фонарю говорят, что отрасль учла фиаско в Сан-Диего и отказалась от навязчивых приложений.

Что дальше: Города надеются со временем превратить свои умные уличные фонари в дойных коров — некоторые из них уже происходят.

Столбы могут использоваться как рекламные щиты, на которых компании покупают рекламные места.
Провайдеры 5G и другие могут вносить ежемесячную плату за размещение своего оборудования на фонарных столбах.
Медное кольцо для городов предназначено для сбора данных с умных уличных фонарей и продажи их для получения прибыли.

Итог: «Мы видим, как многие города выкупают свои уличные фонари у коммунальных предприятий», — говорит Гарднер Axios.

«Потому что внезапно они осознали тот факт, что, эй — вы знаете, скучный, своего рода загадочный уголок пространства муниципальной инфраструктуры, столбы уличных фонарей? Они на самом деле являются критически важными активами, которые нам нужно владеть и контролировать «.

Что такое умный уличный фонарь?

Умный уличный фонарь — это осветительный прибор для общественных мест, который включает в себя такие технологии, как камеры, светочувствительные фотоэлементы и другие датчики, для реализации функций мониторинга в реальном времени.Также называется адаптивным освещением или интеллектуальным уличным освещением , этот тип системы освещения признан значительным шагом в развитии умных городов.

В дополнение к тому, что города могут обеспечить надлежащее количество уличного освещения для местных условий, установка интеллектуального освещения поможет повысить удовлетворенность граждан в отношении безопасности и сохранности, одновременно принося муниципалитетам значительную экономию на потреблении энергии и обслуживании систем освещения.Кроме того, инфраструктура наружного освещения будет служить основой для ряда приложений Интернета всего (IoE), таких как мониторинг погоды, загрязнения и трафика.

По данным ABI Research, по мере того как муниципалитеты переходят от традиционного освещения к светодиодам, около 20% этой технологии можно считать интеллектуальной благодаря интеграции с системами управления освещением. Тем не менее, ABI прогнозирует, что к 2026 году центральные системы управления будут подключены к более чем двум третям новых светодиодных уличных фонарей.

Как работают умные уличные фонари

Технология, лежащая в основе умных уличных фонарей, может варьироваться в зависимости от функций и требований, но обычно она включает комбинацию камер и датчиков. При использовании в стандартных уличных фонарях эти устройства могут обнаруживать движение, что обеспечивает динамическое освещение и затемнение. Это также позволяет соседним приборам общаться друг с другом. Если обнаружен пешеход или автомобиль, все окружающие огни будут ярче, пока движение не перестанет фиксироваться.

Дополнительные возможности интеллектуальных уличных фонарей могут потребовать дополнительных технологий, таких как датчики изображения, сейсмические датчики, звуковые датчики, динамики, датчики погоды и обнаружения воды, а также беспроводные передатчики.

После того, как умные уличные фонари установлены, большинство поставщиков предлагают программное обеспечение, которое может помочь городам контролировать технологию и управлять ею. Это программное обеспечение также можно использовать для сбора любых данных, собранных уличными фонарями, и настройки их функций, таких как время затемнения.

The U.Федеральное управление шоссейных дорог США опубликовало руководство о том, как государственные учреждения могут внедрить умные уличные фонари.

Особенности умных уличных фонарей

Хотя функции умных уличных фонарей зависят от конкретной технологии, используемой градостроителями, примеры общих функций включают следующее:

динамическое управление освещением на основе обнаружения движения;
мониторинг окружающей среды и погоды;
цифровые вывески, которые можно обновлять по мере необходимости, например, правила парковки или предупреждения об авариях;
управление парковкой, например, оповещение должностных лиц о незаконно припаркованных транспортных средствах или водителей открытых пространств;
расширенная сотовая и беспроводная связь;
управление трафиком с помощью потоков данных в реальном времени, отслеживающих загруженность и скорость; и
автоматическое экстренное реагирование в случае автомобильной аварии или преступления.

Преимущества умных уличных фонарей

Внедрение умных систем уличного освещения дает следующие преимущества:

снижение затрат на электроэнергию и использование благодаря гибкому управлению диммированием;
повышение удовлетворенности пешеходов за счет улучшения мер безопасности;
снизила затраты на ремонт и техническое обслуживание с помощью программного обеспечения для мониторинга;
снижение выбросов углерода и светового загрязнения;
увеличенный срок службы лампы и более короткое время реакции на отключение питания;
улучшено архитектурное планирование на основе реальных моделей трафика и идей; и
увеличил возможности получения дохода, такие как аренда столбов для цифровых вывесок или других услуг.

Недостатки умных уличных фонарей

Несмотря на долгосрочную ценность модернизации сетей освещения, существует несколько проблем. Хотя умные уличные фонари экономят деньги с течением времени, первоначальные вложения являются значительными. Затраты на уличное освещение могут составлять более 40% затрат на электроэнергию в городе, хотя переход с галогенных на обычные светодиодные светильники дает до 80% мгновенной экономии.

Кроме того, существует множество приложений и технологических платформ, поэтому выбор подходящих может оказаться сложной задачей.Отсутствие общих стандартов для сетей также создает проблемы.

Еще одним препятствием является недостаток знаний потребителей о функциях и преимуществах умных уличных фонарей. Наконец, внедрение умных уличных фонарей требует соблюдения федеральных и коммунальных правил.

Примеры умных уличных фонарей

Города, инвестирующие в умные уличные фонари, получают прибыль. В то время как Лос-Анджелес получил прирост доходов от SmartPoles, которые предлагают прием Long-Term Evolution (LTE) и экономят энергию, Чикаго может сэкономить 10 миллионов долларов в год на расходах на электроэнергию благодаря четырехлетней инициативе по замене 270 000 городских огней на светодиоды и светодиоды. интеллектуальное управление.Кроме того, города в Испании вложили средства в зеленое уличное освещение с разработкой ветряного турбинного фонаря Eolgreen.

В Сан-Диего установлены умные уличные фонари с датчиками, которые помогают направлять водителей к свободным парковочным местам и предупреждать сотрудников дорожной полиции о незаконно припаркованных автомобилях. Эти интеллектуальные приспособления могут подключаться к системам, чтобы помочь определить, какие перекрестки являются наиболее опасными и нуждаются в перепроектировании. Подобные системы могут помочь муниципалитетам регулировать светофоры, отслеживая перекрестки и отмечая, когда движение увеличивается, а датчики, подключенные к уличным фонарям, также могут обнаруживать звуки, такие как стрельба, разбитое стекло или автомобильная авария.

Разработчики программного обеспечения создают приложения, используя данные, собранные уличной сетью Интернета вещей (IoT). Новые приложения включают одно, определяющее самый тихий пешеходный маршрут; «цифровая трость» для использования данных о дорожном движении и местоположении, чтобы помочь людям с нарушениями зрения переходить улицу; приложение, позволяющее водителям грузовиков с едой находить места с доступными парковочными местами и интенсивным пешеходным движением; и приложение для выявления интересных событий в реальном времени.

PLANet — интеллектуальное уличное освещение для умных городов

Сделайте свои вложения в светодиодные уличные фонари перспективными с помощью PLANet: развернуто 1 млн фонарей, проверенный бизнес-пример и бесплатная беспроводная сеть IoT

Знакомство с Telensa PLANet

Добавление беспроводного пульта дистанционного управления для освещения улиц, проезжей части и территорий имеет финансовый смысл, независимо от того, переходите ли вы на светодиодные или модернизируете существующие светильники.Используя дистанционное управление, вы можете сэкономить энергию, используя только то количество света, которое вам нужно, и точно измеряя каждый используемый ватт. Вы можете сократить расходы на техническое обслуживание с помощью мониторинга неисправностей в режиме реального времени и использования подробных операционных данных для повышения повседневной эффективности и планирования. Telensa — это система управления наружным освещением №1 в мире с одним миллионом телефонных ячеек по всему миру. Наша маломощная радиосистема дальнего действия обеспечивает простое развертывание, мы совместимы со всеми ведущими производителями освещения и легко интегрируемся с другими системами.Более того, Telensa находится в авангарде Интернета вещей (IoT), позволяя добавлять датчики умного города к вашим уличным фонарям и добавлять приложения умного города, такие как парковка, в вашу сеть удаленного управления Telensa.

Компоненты решения

Telecell — Компактные (2,5 «) беспроводные узлы, которые подключаются к каждому уличному фонарю

5000 телеэлементов на базовую станцию 
Очень низкое энергопотребление (0,8 Вт)
Работает автономно без сети
Независимость от приспособлений, включая незаметные декоративные элементы
Сертифицированные ANSI измерения и встроенное GPS-позиционирование

Базовые станции UNB — устройства размером с ноутбук, которые покрывают целые города за несколько дней

Диапазон действия 6+ миль
Минимальные затраты на передачу данных

Простая установка фонарного столба
Транспортировка по сотовой сети или IP
Варианты подключения датчиков, таких как объем трафика, занятость на парковке или качество воздуха

Центральная система управления (CMS)

Программы управления на основе карты которые визуализируют весь город
Масштабируется до миллионов огней и других объектов s
Варианты интеграции для систем управления активами, учета и выставления счетов
Программы могут автоматически замещаться данными датчиков, такими как объем трафика.
Проверенная интеграция с городскими платформами данных для обмена данными.

Telensa PLANet — это самое популярное в мире решение для умных уличных фонарей с охватом более одного миллиона фонарей по всему миру. Система окупается за счет экономии энергии и технического обслуживания, а также обеспечивает дистанционное управление освещенной средой в течение всего срока службы. Решение включает Telensa UNB, маломощную беспроводную сеть дальнего действия, которая обеспечивает платформу для общегородских мультисенсорных приложений, и все это покрывается за счет экономии затрат на уличное освещение.

Интеллектуальные системы уличного освещения — технологии и инновации для вывода ваших идей на рынок

Интеллектуальная (или интеллектуальная) система уличного освещения включает в себя сеть уличных фонарей, которые взаимодействуют друг с другом и предоставляют данные о потреблении на локальный концентратор данных.Концентратор данных управляет сетью и собирает данные о потреблении из сети. Затем он передает данные в хост-систему на клиентском сервере или в веб-приложении.

Интеллектуальная система также обеспечивает двустороннюю связь вплоть до ламп, что позволяет менеджерам объектов управлять отдельными лампами или группами ламп в целях технического обслуживания. Раньше регулярно проводились проверки ламп для выявления перегоревших ламп. Интеллектуальная система возвращает данные менеджеру по обслуживанию, который может более эффективно планировать свою рабочую силу.Хотя первоначальные капитальные затраты выше, окупаемость легко оправдывается за счет экономии энергии и снижения затрат на управление персоналом.

Более современные интеллектуальные системы также позволяют регулировать яркость ламп для управления энергопотреблением системы. Это может быть задание по расписанию, погоде или активности. Снижение энергопотребления дает много дополнительных преимуществ помимо снижения затрат на электроэнергию, оплачиваемых советами. Некоторые преимущества включают снижение затрат на техническое обслуживание, более длительный срок службы ламп и, что наиболее важно, лучшее обслуживание жителей, поскольку неисправные лампы будут обнаруживаться автоматически и устраняться до того, как о них будет сообщено и запланировано.Экономия энергии также высвободит государственные средства в другие области. Были приведены такие цифры, как «экономия 1500 кВт · ч снижает выбросы CO2 на 1 тонну».

К основным компонентам интеллектуальной системы освещения относятся:

· Уличный фонарь, оснащенный пускорегулирующим аппаратом, который может управлять затемнением лампы.
· Концентратор данных
· Хост-система / система бэк-офиса / веб-приложение

Хост-система

Существует множество доступных систем, от систем на локальном ПК до клиентских серверных систем и веб-приложений.Процесс отбора полностью основан на требованиях клиента, и необходимо будет использовать процесс отбора, учитывающий текущие и будущие потребности. Системы способны предоставлять необходимые отчеты, управление персоналом, управление сигнализацией и управление сетью. Обычно это большая система баз данных со службами для сбора данных, контроля, создания отчетов, управления персоналом и интеграции с другими системами, если это потребуется. Информация, собранная хост-системой, может стать самым большим активом клиента для прогнозирования и управления будущими стратегиями управления.

Концентратор данных

Это одна из наиболее важных частей системы, поскольку она отвечает за управление множеством ламп и отправку отчетов в хост-систему. Типичный концентратор данных может управлять чем угодно между 500-4000 лампами, которые можно разделить на более мелкие кластеры в зависимости от местоположения (например, на улицу).

Концентратор обычно имеет канал связи на основе GPRS / 3G / 4G с хостом и выбранную беспроводную технологию для связи с лампами.Будучи беспроводным контроллером, он обеспечивает гибкость развертывания и иногда даже размещается на фонарном столбе с контроллером уличного фонаря.

Он должен иметь возможность управлять лампами, даже если он теряет связь с хостом. Следовательно, он должен хранить в памяти конфигурацию и стратегию управления сетью. Кроме того, он должен иметь возможность собирать данные с ламп и хранить их в памяти до тех пор, пока он не сможет передать их обратно.

Уличный фонарь

Конструкция контроллера уличных фонарей, вероятно, менее важна для системы по сравнению с концентратором данных, но очень чувствительна к затратам из-за больших объемов и более низкой прибыли, по которой он продается.Однако повторяющиеся сбои в этом могут привести к большим потерям для обслуживающей компании, поэтому для них важна надежность. Ожидаемый срок службы этого продукта составит 25 лет.

Большинство электронных диммирующих балластов могут управляться через аналоговый (0-10 В постоянного тока) или цифровой (DALI) интерфейс. DALI становится все более распространенным на новых балластах, поскольку он также широко используется в системах управления зданиями, а шина может быть многоабонентской, поэтому для управления несколькими лампами требуется только один контроллер.

Беспроводной контроллер может располагаться снаружи внутри корпуса лампы. Он обменивается данными в своей сети и выдает необходимые инструкции балласту для управления яркостью лампы. Он имеет беспроводной канал для прямой связи с концентратором данных или с другой лампой и «перескакивает» свое сообщение обратно на концентратор. У него ограниченный интеллект, но он должен иметь встроенные «отказоустойчивые» стратегии на случай отказа концентратора данных. Самая простая используемая стратегия — это обычно «ВКЛЮЧЕНИЕ» в случае сбоя связи.По крайней мере, в этом смысле улица безопасна. Также используются более интеллектуальные стратегии, в том числе резервный фотодатчик, запись предыдущей активности и т. Д.

Технология беспроводной связи

Выбор беспроводной технологии является обязанностью разработчиков, исходя из критериев проектирования системы и целевого рынка. Если рынок локализован в одной или нескольких странах, необходимо будет изучить правила для «лицензионных» или «нелицензионных» частот.

В Великобритании и Европе принят диапазон 868 МГц. Применяются ограничения рабочего цикла, и это должно учитываться при проектировании. Для мирового рынка можно рассмотреть диапазон 2,4 ГГц. Плюсы и минусы выбора частоты будут обсуждаться в другой статье.

Дизайн протокола

является наиболее важным, поскольку он обеспечивает надежность связи и сетевого трафика. В старых системах использовались индивидуальные коммуникационные стратегии, основанные на концепции. Как правило, они имеют более высокую стоимость разработки, но имеют преимущество в том, что они создают именно то, что вам нужно.Для более гибкого подхода можно использовать спецификацию IEEE 802.15.4. Многие знают это как Zigbee из-за его популярности. Однако также доступен ряд других протоколов, в том числе: 6LoWPAN, Z-Wave, RF4CE и многие другие. Опять же, выбор протокола в этой статье не обсуждается.

Другие интерфейсы

Одним из основных преимуществ развертывания беспроводной технологии между уличными фонарями и концентратором данных является возможность подключения дополнительных датчиков к сети для обеспечения надежности и контроля на основе новых стратегий.Сюда могут входить датчик MEMS для обнаружения поврежденных фонарных столбов, мониторы дорожной активности, погодных условий, уровня освещенности и другие.

О Mesh-Net

Инженеры

Mesh-Net участвовали в разработке компонентов системы интеллектуального уличного освещения более 12 лет и разрабатывали системы от первоначальных концепций до производства. Наш опыт позволяет нам работать с клиентами над проектированием системы, процессом выбора и проектированием от концепции до развертывания. Мы всегда в курсе новых разработок и будущих технологий, чтобы обеспечить клиентам уверенность в окупаемости инвестиций (ROI).

Inder Panesar

Умные уличные фонари и общественная безопасность

Системы контроля и управления уличным освещением могут обеспечить автоматическое обслуживание уличного освещения. Как отмечается в исследовательской статье Международного журнала инженерии и технологий, датчики света могут быть размещены во всех цепях уличного освещения, которые отвечают за автоматическое включение и выключение света.

После включения света датчика тока, размещенные на каждой цепи уличного освещения, сообщают о состоянии фонарей в централизованную систему через беспроводной модуль глобальной системы мобильной связи, присоединенный к цепи.

Как только эти данные будут отправлены обратно, обслуживающий персонал может быть легко направлен к неисправным уличным фонарям.

«Система также поддерживает базу данных для хранения полезной информации о каждом уличном фонаре, такой как энергопотребление , общее количество часов горения, общее количество прерываний, подсчет фактического энергопотребления с включенной мощностью и подробные сведения об обнаружении неисправностей», бумажные заметки.

БОЛЬШЕ ОТ STATETECH: Узнайте, как LoRa и LoRaWAN помогают умным городам.

Как уличные фонари умного города способствуют общественной безопасности

Умные города и полицейские управления используют интеллектуальное уличное освещение, чтобы бороться с преступностью, помогать в чрезвычайных ситуациях и лучше обслуживать своих граждан.

Дэвид Грэм, главный директор по инновациям Карлсбад, Калифорния, и бывший заместитель главного операционного директора Сан-Диего, сообщил IEEE Spectrum в 2018 году, что умные уличные фонари с датчиками могут обнаруживать определенные звуки, чтобы «автоматически предупреждать полицию об опасных ситуациях, распознавая звук например, разбитое стекло или автомобильная авария.”

Сотрудники службы общественной безопасности «могут отслеживать перекрестки и отмечать, когда движение возобновляется — информация, которая однажды может быть использована для корректировки сигналов светофора».

В сообщении Совета умных городов отмечается, что в парке Кулидж на набережной в центре города Чаттануга, штат Теннеси, добавлены интеллектуальные светодиодные фонари.

На сайте:

Парк был заведомо небезопасным: собирались банды, иногда приводившие к перестрелкам. Но город в партнерстве с местной компанией Global Green Lighting установил интеллектуальные фонари, которыми можно было управлять удаленно, заставляя их светиться, тускнеть или мигать.Когда вспыхнули огни, банды рассеялись, и со временем город в конечном итоге отвоевал парк.

Кроме того, интеллектуальные системы освещения могут содержать встроенные динамики, которые можно «использовать для трансляции публичных объявлений в случае чрезвычайных ситуаций или просто для воспроизведения музыки, чтобы добавить атмосферы в общественное пространство», — отмечает Smart Cities Council.

ПОДРОБНЕЕ ОТ STATETECH: Узнайте, как сети 5G повлияют на умные города.

Как умные уличные фонари пересекаются с системами наблюдения

Используя камеры наблюдения, встроенные в умные уличные фонари, города могут «отслеживать условия и скорость движения, корректировать сигналы трафика или предупреждать водителей о резервном движении с помощью цифровых вывесок», — пишет Бак в Smart Cities Dive.

Он также отмечает, что умные фонарные столбы «также могут помочь выявить подозрительное поведение или сделать возможным распознавание номерных знаков».

Начальник полиции Сан-Диего Дэвид Нислейт говорит, что городские умные уличные фонари со встроенными камерами «меняют правила игры», помогая найти подозреваемых .

«Мы используем их очень экономно, только для наихудших случаев, случаев очень жестокого типа или столкновений с серьезными или смертельными травмами», — говорит Нислейт газете San Diego Union Tribune .«Но это наша способность использовать их как средство реагирования, как следственный совет, который поможет нам найти виновных в преступлении. На самом деле это позволяет нам сузить фокус ».

Однако критики говорят, что уличные фонари в Сан-Диего, которые также собирают данные о движении пешеходов, могут поставить под угрозу данные граждан . «Мы должны объединиться и понять, что речь идет обо всех наших данных, о всей нашей конфиденциальности, о том, что все наши права попираются», — говорит Женевьев Джонс-Райт, юридический директор Партнерства по продвижению новых американцев из Сан-Диего. группа поддержки, которая помогает беженцам, сообщает Union Tribune .

StateScoop отмечает, что Сан-Диего «поддерживает онлайн-карту, на которой указаны точные координаты каждого установленного и запланированного устройства».

Однако активисты поссорились с правительством города из-за проблем с конфиденциальностью и призвали мэра Сан-Диего Кевина Фолконера наложить мораторий на технологию, сообщает StateScoop.

Саймон Сильвестр-Чаудхури, исполнительный директор CIV: LAB, городской некоммерческой организации, занимающейся инновациями, говорит в блоге Samsung Next, что для смягчения проблем с конфиденциальностью городским руководителям «необходимо создать сложные средства контроля для защиты данных граждан и прозрачности в отношении того, кто может получить доступ к данным и как их можно использовать.”

«Конфиденциальность и участие граждан очень важны», — говорит .