精彩回顾|优联智能:户外照明的2020智能化管理

浏览量:43   / 时间:2020-11-03
10月13日,第25届GILE光亚展于广州市中国进出口商品交易会展馆圆满落幕,在同期举办的“2020企业家实践大会”「5G+AIOT」主题大会中,优联智能产品研发总监朱祥辉先生受邀发表了主题为《户外照明的2020智能化管理》的精彩演讲,以下为现场实录:

主持人:接下来让我们欢迎浙江优联智能科技有限公司产品研发总监朱祥辉为我们带来《基于标准硬件接口的户外单灯照明系统解决方案》。



朱祥辉:大家好,我来自优联智能,我们是浙江朗骏旗下的一家子公司。智慧灯杆最近几年比较火,智慧灯杆上面的终端配置中智慧照明是必备的,不管是什么应用场景,逃不了照明的需求。智慧灯杆的标准现在很多省市也出了自己的标准,我们也发现几乎每个标准里面都强调了现在智慧照明,都是单灯控制的照明,回路照明可能慢慢要被淘汰了。

今天主要分享一下“即插即用”的户外照明硬件标准接口。刚才昕诺飞的黄峰博士讲的ZHAGA是其中一个现在比较热门的标准接口。而现在大家看到的这是在北美比较火的NEMA接口,总共有7个Pin,中间三个大的是交流输入输出和一个零线,两根小的一个是调光线,并没有定义用什么方式调光,因此我们把产品设置0-10伏都是可以。另外两根线作为预留,可能被微波感应器作为外部的预留。



这是ANSI发布的标准,叫做C134.41,有3Pin、5Pin和7Pin。

这是ZHAGA标准,这些硬件接口标准定义的都是一些接插面和安装面的一些接口尺寸,包括引脚顺序,包括接口电平的硬件要求,我们看一下ZHAGA接口有4个Pin,第一个Pin是供电Pin,已经明确被要求是24伏供电。第二个Pin是GND Pin,和DALI的负极用的同一根线。第三个Pin是DALI的正极。第四个Pin是预留。有些灯控器为了把第四个Pin用起来,又不想用DALI的方式,可以把第四个Pin用到0-10伏或者微波传感的输入。


我们再来看看NEMA标准接口,通常是装于路灯灯具的正上方,只有在正上方的时候,防水才能做得好一点。该接口在北美那边比较流行,美国、加拿大基本上那边的路灯都是用NEMA接口。而ZHAGA接口是这几年很多灯具厂为了推动光引擎的兼容性,从而组建了ZHAGA联盟,推出了这个标准接口。它的优点是特别小巧,成本上也低很多。安装方式是可以装在灯具上面,底部,甚至侧面,什么位置都可以,不仅仅局限于路灯,工矿灯、庭院灯等等都可以。即便你装在上面或者侧面,它的IP等级依然可以保证在IP66以上。



 


我们现在主推的是标准接口的终端产品,有些人可能说国内好像用内置的灯控器比较多,特别是PLC通讯技术,感觉用外置的没有必要,可能以中国的审美感觉内置还是更漂亮一点,但是内置有个缺点是:各家的线序定义,包括安装没有统一的标准,因此这方面很容易搞混,很难做到很好的兼容性。随着智慧灯杆慢慢普及,本身供电线路上可能已经不能纯粹为照明供电,还有其他的设备要用电,包括灯杆带电以后,可能有些紧急施工的场景也需要你配电箱里面输电给现场应用,这可能也会给内置的PLC带来比较大的挑战。

而标准接口的出现,一是解决了不同厂商的互相兼容性问题,如果没有标准,可能A厂家第一个是用电源,B厂家是用接GND,这样信号比较混乱。二是我们做这些标准的插座、基座的厂家,本身对防水、安装便利性已经有考虑,因此对做终端产品二次开发的厂家,会降低很多难度和成本。

下面来说说即插即用。安装、更换比较方便,所有电器产品会有损坏的时候,换的时候,如果是内置,可能要涉及到二次去接线,我们经常看新闻报道会说有些专业的电工可能会发生触电的事故,在操作的时候,不太规范,而像这种傻瓜式的接口则没有风险,即便不是很规范,带电操作也没有触电的风险,没有二次接线的风险。还有就是方便预安装:很多的路灯项目新建的时候,我不知道未来会不会安装智慧控制这么一套东西,但是如果前期不考虑,后期装的时候施工很麻烦,因此建议先预装接口,然后装短路帽,这样的话,你后面如果要换灯控器,直接把短路帽拿走,再上个灯控器即可。

这是NEMA接口一些插座的产品,有这些简单的3Pin,有5Pin,还有7Pin,比如说像240TLXA,这是可寻向的,如果你的灯控器是要用自感光模式即有光感,推荐你的感光窗口是指向北方,一个是在太阳落山的时候有比较统一的动作,另外是你这边的器件对一些紫外线进去的损坏会降到谷值。现在我们比较主推的是260C和260D,260C是一个电缆外接式的插座,特别适合已有灯的改造项目,已有灯如果在灯具上面开孔,施工量大了,我们推荐电缆版,可以用个抱箍直接在灯杆上固定一下以后,把线接一下即可,这防水等级也是可以到IP66以上。


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在智慧照明单灯灯控器方面,我们考虑的有这些:一是要选通讯方式,组网是什么类型,是局域网还是广域网,是星型还是MESH。另外是通讯接口是PLC、RS485、Zigbee、NB,还是LoRa。调光方式一般市面上用比较多是0-10伏和DALI,PWM现在会比较少一点。传感方式有光感、微波、红外,这是比较常用的传感方式。同时还要考虑防水,各个市场的认证,还有长期的可靠性。因此说去设计一个灯控器,看功能可能不是很复杂,但是作为一个要求长期可靠性的产品来说,要考虑的面还是蛮多。

 


因此我们建议,你有团队去做这些事情,可以自己做一些精细化的设计,如果没有团队去做一些设计,像我们就可以推介一些产品或者给你定制一些产品。

刚才讲到通讯技术,简单讲一下我们现在常用的无线通讯一个是Zigbee的通讯技术,一个是NB-IoT的通讯技术。Zigbee我们用的是2.4GHz频段,特点是可以快速组网,两个灯控器之间交互并不需要你必须发给它,可以通过临近的灯控器把这信息传给目的的灯控器。比如说以两个灯控器之间,点对点通讯1公里,你如果支持这个,其实你的网络拓口可以到6公里左右。


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NB-IoT它是新型的,是窄带广域网的通讯技术。这是因为现在可能国家乃至运营商也在推这块,因此NB-IoT很多项目在招标的时候,指明要求用这种技术去上产品。它的好处是,功耗更低,每个灯控器的通信是独立的,因为每个灯控器直接与基站、平台交互,因此一旦发生一些问题,它的故障也是相对独立。

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这是我们一些常用的灯控器的产品,像245CZ和246CG 是搭载Zigbee通信技术的硬件产品,我们会推荐一般用一个246CG去带大概50-100个245CZ,大的这个,它的下行是Zigbee通讯方式,上行是4G通讯方式,2G/3G/4G都可以兼容,小的是纯Zigbee通讯方式。灯控器的功能和其他大的厂家都差不多,有一些故障保护、防雷,防雷基本上室外是6000V/3000A起步,现在我们在做20KV/10KA,因为有些市场特别是市政对防雷这一块要求比较高。这是刚才说的短路帽,208-IP66,如果你的项目前期不知道后面要怎么样弄的时候,可以先上一个短路帽。

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这些是基于ZHAGA标准接口的一些灯控器的产品。像第一个是NB-IoT,同样和刚才大的功能是几乎一样,少了一个交流计量的功能,因为供电是用直流。它的频段是B1、B3、B5、B8、B20五个频段,几乎全球大部分国家只要上了NB-IoT基站,频段基本上涵盖在里面。这一款是带微波,比较适用于那种公园或者厂区,车速不是很快,主要以满足人类移动这种需求为主。在以后,我们会上通讯+微波结合,车来了以后,后面一些灯陆续要先亮起来。

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我们再来看看智慧照明的系统平台。首先这是一个产品的网络图。像Zigbee,它的单控是Zigbee,主控是Zigbee+4G,这样一套再接进基站、服务器,NB-IoT是每个都接进基站。配电箱里面还可以放一些漏保、检测情况的这些配套的产品。

 


系统功能方面,像灯控器的功能有恒照度、中夜降亮,还有一些策略,远程开光、调光都是比较常规的功能。故障检测,所有设备可以自己分析自己的故障,有一部分分析出来上报平台推给客户,有些是需要平台收集各方面的数据来统筹分析出来你是出现什么问题,然后第一时间推送给客户。统计报表这一块,你的节能减排怎么样,整个项目上比如说有十个项目,你项目运营的情况怎么样,哪个项目可能管理人员做的比较好,项目检查率、故障率排名比较高的情况。控制方面,一般来说,在使用的时候会用策略控制去做设计,你可以像设闹钟一样,可以设周几,几点到几点是什么亮度。

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这是我们安装时推荐使用的APP,安装的时候其实很简单,你把灯控器扫码以后,信息采集完,上传的时候会借用手机的GPS的信号把地理坐标同时上传上去。像有些灯控器厂家会把GPS直接做在灯控器里面,因为本来灯控器安装好以后,不是一直移动的设备,因此在安装的时候直接一次性导入现场的坐标,可能是更符合成本的做法。安装也没有任何顺序,你可以先装A灯控器,或者先安装B灯控器,也无所谓。

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安装完以后,上电以后,可以看一下灯,上电有前几秒是看一下你到底接线是否好,灯会有一些点亮指示的作用。上完以后,可以用APP调试一下,是否可以做调光控制类的动作。这是我们系统平台的界面,这是主页,会把灯控器基本的一些信息给展示在界面上,项目的运行情况、节能情况、故障情况。在图里面,也可以对灯控器进行单一的调亮度、调色温,也可以在专门的控制页面去批量地进行调光的操作。



 


我们再来看看带来的节能环保测算。我们之前和一些合作伙伴、项目方经过实践和推算,做了一些节能环保的测算。以前的路灯经常采用高压钠灯,我们以一万盏灯平均每天开灯11小时高压钠灯250瓦去计算,如果我们换成LED灯,它一年节省的电费大概600万。如果你再上智慧照明,经过一些策略更好的按需照明,它二次节能大概在30%,你可以再次节省电费100万左右。你如果换了LED,上一些智慧照明的系统,可能综合节能比原先高压钠灯节省75%左右。


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与此同时,客户的维护成本也会低很多,因为以前可能每周必须得安排工作人员去密集做一些巡检,现在有了路灯管理系统,几乎所有的故障情况,设备本身自己就能上报给客户,即便它不能上报,通讯坏了,系统平台也能够分析出来,几乎不需要人工去巡检路灯,每年可以节省不少成本。另外,我们按国家标准的计算公式可以计算出客户节省了多少电能,从而就能计算出来对应的节省了多少纯净水、煤。

我们展馆在11.2馆E16展位,有产品展示也有系统的互动演示,欢迎大家参观体验,谢谢!

主持人:今天大会的论坛到这里结束,谢谢大家!


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