1、2023年6 月第2 7 卷第二期智能控制浅析基于 NB-IoT的单灯控制系统肖红清许克华徐伦文赵路荆门市城区路灯管理局（448 0 0 0）摘要：近年来，我国城市发展迅速，面貌日新月异。在城区面积和人口持续增加的背景下，如何进一步提高城市管理的科学化、精细化水平，成为一道现实课题。提高城市管理标准，更多运用互联网、大数据等信息技术手段，提高城市科学化、精细化、智能化管理水平。关键词：节能减排NB-loT单灯控制物联网大数据自“十一五”以来，“节能减排”已成为持续性的基本国策，2 0 2 2 年1月2 4日，国务院发布“十四五”节能减排综合工作方案（下称方案），方案将进一步明确了未来的工作方向
2、，提出到2 0 2 5 年的阶段性目标提出要求：全国单位国内生产总值能源消耗比2 0 2 0 年下降13.5%，能源消费总量得到合理控制，化学需氧量、氨氮、氮氧化物、挥发性有机物排放总量比2 0 2 0 年分别下降8%、8%、10%、10%以上。与此同时，要求节能减排政策机制更加健全，重点行业能源利用效率和主要污染物排放控制水平基本达到国际先进水平，经济社会发展绿色转型取得显著成效。在城市照明设施的日常管理过程中，实时、准确、全面地监控每盏路灯的运行状况，缺乏有效的故障预警机制；传统的人工巡修模式缺乏主动性、及时性和可靠性，且工作量较大，发现和及时处理故障的质效并不高效。城市照明管理作为关系到
3、民生的城市管理重要组成部分，如何提高管理水平，如何进一步提高城市管理的科学化、精细化水平，更多运用互联网、大数据等信息技术手段，提高精细化、智能化管理水平，提出更多的需求，成为一道现实课题。一、解决方案（一）总体思路目前，较多的城市都采用“三遥”系统，对城市照明的启闭进行科学控制，通过合理的开关灯管理，实现了电能的有效使用。随着NB-IoT单灯控制技术的不断成熟，大量的城市路灯LED改造的开展，使得更为精细化的单灯控制成为可能。依赖于当前技术的发展，针对照明行业的特点，构建基于物联网的城市级智慧照明服务控制系统。基于国家全新的5 G标准体系，利用低成本广连接网络资源共享应用的窄带物联网，构建城
4、市照明设施的物联应用，创新构建城市照明设施端智能物联监控装置，借助于物联网实时通信技术，实施城市照明设施的跟踪管理，并彻底解决照明的实时调光、按需照明的需求，实现前端装置可持续化发展，可满足未来其他设备的“物联网+”监控服务，将技术优势与城市照明发展深度结合，积极推进智慧城市的发展，形成智能化、便捷化、人性化的未来城市。通过前端物联监控装置和后端智慧照明平台的联动，实现城市照明设施的全生命周期管控，把日常的运维融入其中，实现精细化管理。(二)技术创新基于物联网的智能照明服务控制系统，技术创新主要体现在如下方面：NB-IoT网络与巨量路灯的物联需求的融合，开创全国领先的城市照明管理新模型；逻辑化
5、所有的照明设施，管理所有的设施空间与物联和电力联动35城City Lighting市JUN.2023 Vol.27 No.2特性数据，通过空间数据库和实时数据库构建照明设施数字李生体；在不久的将来，我们可引入更先进的AI分析能力，分析历史时点或时段的运行情况，构建城市照明设施大数据云平台；强化照明设施的用电管理，实现精准用电。二、项目实施（一）单灯控制器简介NB-IoT单灯控制器是运用物联网无线组网技术实现对路灯的集中控制。该系统与路灯监控中心组成全方位的实时检测和监视，区域内的路灯无线终端管理到每一盏灯，对每盏路灯的电压、电流、功率因数、亮度、亮灯率、温度、灯具坠落等进行实时动态监控，在路灯
6、监控中心自动获得路灯的各种运行参数，实现了自动巡检，并判别出路灯的故障状况、亮灯情况等路灯的实际运行现状等，即时详细统计出路灯故障、亮灯率、维护系数、功率因数、节能系数等数据。（二）单灯控制器应用路灯从传统的路灯正在走向智慧路灯，加入了具有物联网和身份证之后的路灯，已经成为了整个路灯网络中的一个节点。照明单灯控制苹台可选NEMA安装可选杆内安装（开放扩展接口、安全监测、防雷监测、路灯漏电监测、照度监测）图1基于NB-IOT的单灯控制系统原理图（三）物联网大数据平台10ROTORE为的开关状态7平台系统将全面融入设施的GIS定位和设施管理系统；平台经进一步联动箱控和单灯控，结合两者之间的拓扑逻辑
7、和关联，实现更为有效的社会管理；平台将进一步对接城市管理视频监控系统，加强设施的管控能力；平台建立互通互联数据通信接口，同时落实数据推送模型，实现与城市管理大平台的无缝对接；按需亮灯，充分利用本次项目同步推进的LED灯具替换，利用LED照明技术的特点，全面构建路灯的调光功能。通过装置和平台的协同，实现按需的照明设施自主调光。由此，不但实现节能，同时也能满足照明的需求。这个功能包括灯具的初始调光和每晚的按需多次定时调光。三、经济效益NB-IoT单灯控制技术给城市照明控制和节能带来经济效益和社会效益的提升。它实现了路灯的调光技术和按需亮灯功能，即该亮时亮、该熄时熄，可以节约城市路灯用电的30%左右
8、。现荆门市有LED路灯3.2 万盏，其中6 0%以上为18 0 W,每天亮12 小时，年电费就要10 5 9.6 万元。如采用NB-IoT单灯智能控制技术，每年可节约电费约317.8 万元。将取得较大的经济效益。在后端，建立照明设施的实时运行状态和数据的自动监护体系，发现照明设施故障，单灯监控器NB-IoT单灯监控器46956实时推送报警信息（SMS、E m a i l、We c h a t 等多种手段），独立开关灯（自主/远程）路灯运行（状态、参数）监测路灯每晚按需节能控制每晚自动调节初始（恒）照度故障及设定事件自动报警现场状态指示NB-IoT上行网络151由此几十年形成的路灯维修从传统的巡检走向按需定修的模式，大幅降低路灯的运维成本，节省了人力、物力（巡检费用）。根据国家“十四五”节能减排的要求，顺应当前社会经济发展趋势，通过NB-IoT单灯智能控制技术，实现按需照明，在人车流量降低条件下，智能调控减少光污染，保证了出行安全和人身健康。将为建立适宜、和谐、友好的城市照明环境，提高公共服务水19平作出应有贡献。07-06图2 单灯控制系统平台界面36