隨著城市路網建設的不斷發展,路燈數量增多。而提高路燈智能化管理和功能多樣性,已成為城市照明系統建設的當務之急。在智能路燈中可以使用哪些無線控制方案呢?近年國家政策一直力推智慧城市,而智慧路燈照明作為智慧城市建設中最基礎的公共設施之一,自然備受關注。而根據《“十三五”城市綠色照明規劃綱要》目標來看,中國將以46%的增速新建1200萬盞LED燈,并改造50%的已有路燈,總規模達到290億元。龐大的市場自然吸引到了不少企業的目光。
與普通路燈只在燈頂發光不一樣,智慧路燈可全身發光。LED光帶能調出多種顏色,如同霓虹閃爍。在節日或特殊時點,燈光可以“起舞”,變成五顏六色,還可隨著交通流量的密度變化變色,起到示警作用。
工程負責人認為,LED燈光柔,炫光少,光效高,每盞路燈上有單燈控制器,可搜集技術參數信息,與人流量、車流量聯動調整功率,達到更好的節能效果。
同時燈桿上可搭載公安、交管的監控探頭對道路公共安全進行視頻監測。燈桿背側的超大LED顯示屏能滾屏播出天氣預報等公共信息,也能監測當前的PM2.5數值進行屏顯。要道路口的部分燈桿基座上設置觸控屏,**可以通過上面的觸控屏直接查詢地理、景點旅游、商業購物等信息,政府發布的新聞、示警、公益廣告等也可以通過觸控屏顯示出來。有些燈桿還集成廣播功能。在游人較多時,路燈作用能發揮得更加明顯。
一邊監控道路車流、行人安全、城市管理,一邊提示天氣、人流、違章等信息,還可以播放廣播營造城市氛圍、制止違章行為。人流多時,顯示屏會進行預警提示,路燈亮度也會相應增強。
單個路燈控制解決方案有很多種實現方法,目前主要根據是否需要額外的通信布線,可以劃分為有線方案和無線方案兩種。有線目前主流的是電力線載波通信技術,無線主要由LoRa、ZigBee等技術為主。
一、電力載波
1、配電變壓器對電力載波信號有阻隔作用,所以電力載波信號只能在一個配電變壓器區域范圍內傳送;
2、三相電力線間有很大信號損失(10dB-30dB)。通訊距離很近時,電力載波芯片不同相間可能會收到信號。一般電力載波信號只能在單相電力線上傳輸;
3、不同信號藕合方式對電力載波信號損失不同,藕合方式有線-地藕合和線-中線藕合。線-地藕合方式與線-中線藕合方式相比,電力載波信號少損失十幾dB,但線-地藕合方式不是所有地區電力系統都適用;
4、電力線存在本身固有的脈沖干擾。目前使用的交流電有50HZ和60HZ,其周期為20ms和16.7ms,在每一交流周期中,出現兩次峰值,兩次峰值會帶來兩次脈沖干擾,即電力線上有固定的100HZ或120HZ脈沖干擾,干擾時間約2ms,因此干擾必須加以處理;
5、電力線對載波信號造成高削減。當電力線上負荷很重時,線路阻抗可達1歐姆以下,造成對載波信號的高削減。實際應用中,當電力線空載時,點對點載波信號可傳輸到幾公里。但當電力線上負荷很重時,只能傳輸幾十米。
二、LoRa短頻通信
LoRa能夠以較低功耗遠距離通信,可以使用電池供電或者其他能量收集的方式供電;較低的數據速率也延長了電池壽命和增加了網絡的容量。LoRa信號對障礙物的繞射能力也很強,十分適合于低成本大規模的物聯網部署。
三、NB-IoT窄帶通信技術
隨著NB-IoT技術的出現,業內對于NB-IoT將成為物聯網主流無線控制技術的呼聲越來越高。除了低功耗、低成本和高穩定性等優點之外,NB-IoT最大的特點是只要信號能夠覆蓋到的地方,無需網關即可快速布網。
而且一個基站預計可帶20多萬個終端,這意味著管理每一盞路燈都變得輕松簡單,目前國內已經有不少智能路燈項目使用了NB-IoT技術。
四、ZigBee通信技術
ZigBee技術由于誕生于應用環境復雜的工業場所,也因此具有極高的安全性、可靠性、低功耗、自組網能力強等優點,對于環境復雜多變的智能照明路燈來說,自然更加可靠。