城市智能集中控制技术与智慧照明的应用方案与实现智能照明控制应用方案 智能照明控制设备以功能性照明为主,要求照明设备具特点如:具有统一的负载回路管理能力,具有单灯设备工作状态的实时监测能力,另外,除了照明设备本身的控制,其针对不同的的应用场景也提出了有较大差异化的场景要求,比如景观的亮化场景需求、室内亮化场景需求又或者是路灯照明场景需求。目前市场上照明控制主流依然以电力载波通讯、GPRS为主,通讯带宽及通讯稳定性都有极大限制。新应运而生的5G和NB-IoT近年来得到较大发展, NB-IoT是2015年9月在3GPP标准组织中立项提出的一种新的窄带蜂窝通信(LPWAN长距离通信技术),是一种革新性的技术,由3GPP定义的基于蜂窝网络的窄带物联网技术。它有深度覆盖能力、功耗低,运维低成本这些与生俱来的优势让它非常适合于智慧城市的智能照明领域;除此之外光纤和以太网通讯也在较为普遍的使用,网络节点间也摆脱了传统的单纯依赖公网的建设模式,而更多的可以出于安全考虑使用专用物理网络,这些也都能为构筑智慧照明控制的网络提供了基本的网络基础和重要的安全基础。 图4.1-1 如前述,在智慧照明控制的网络基础和安全基础都以具备最初基础的时候,系统应用架构的方案重要性自然凸显出来,因为这是系统灵活、高效运营的重要一环。如上图4.1-1所示为智慧照明控制应用的方案框架, 如图所示,所有的环节都以云平台为核心点星型分布,在智慧照明控制中心,这里与以往控制中心最大的不同在于,其要求系统具有更为良好的人机交互性,具有更为灵活和丰富的应用场景设置,具有严格的层级性的应用管理权限设置,具有联动性与独立性并存的灵活组合能力;强大的系统还要求智慧控制中心能够实时掌握现场被控设施的工作状态、异常报警和实时画面监控。云平台能周期性出具系统运行的数据报告,为系统的运行状况做全面多节点多指标的评审,确保系统运行的可靠性和可预见性。 依据智慧照明控制中心的技术需求,在依托云平台为核心节点的构架中,所有末端智能照明控制器都可以通过光纤、以太网、4G或NB-IoT链接到云平台。智慧照明控制器要求能够接入各种通用传感器,如GPS地理坐标感知、光照强度感知、异常开关门感知、温度感知、视频传输等,智慧照明控制器将这些数据做初级汇总和加工后连同回路开关状态,还有电能信息等等一起通过链接云平台的网络传递给云平台,之后云平台再对数据做深入加工与整合。 除了智慧照明控制中心,针对云平台可开放性的接入移动控制终端,移动控制终端以平板电脑和智能手机为主要载体,可以实现脱离控制中心的现场调试控制或一键式联动控制等,以及贵宾观摩时的临时时效性控制,使得控制的方式摆脱原有的单纯中心化原则,使控制更为灵活、更具有适用性。 4.2多媒体屏和景观亮化控制应用方案 多媒体屏和景观亮化控制的特殊之处在于,多媒体屏为亮化控制的主题照明,处于整个亮化照明控制的主体地位,与之相配套的基础照明和功能照明的使用要能最大限度的配合和衬托出主体照明的效果来,因此,系统的构架除了相比单纯照明控制系统多出来的服务器组、节点端工控机、LED控制器等之外,还要求系统的运行处理单元具有较强的协调及联动能力。 不同普通的基础照明或功能照明,多媒体屏需要控制大量的像素点、像素灯条,目前普遍使用SPI串行移位通讯和扩容型的 DMX 协议。以PC软件为主的品牌如;MADRIX、 Visual、Sunlite、Chromatec 等应用于各自细分领域,国产的有明瑞、裕明鑫等品牌。市场上多数LED终端控制器厂家都采用了“变异”的DMX512 协议,国际品牌自行定义的控制设备与灯具协议,譬如飞利浦、欧司朗也作为非标准协议出现;这些产品及品牌都是多媒体屏设计方案的主要产品来源。目前国内景观亮化 LED像素灯具的巨大应用,基于 TCP/IP 的 Artnet 和 ACN 等也补充到了应用协议中,以增加更大的控制容量。LED控制系统软件和硬件国内技术完全超越国外的产品;其特点是硬件体积小,软件功能全,已经逐渐成为市场主流,这对未来的多媒体屏的设计也打开了更广阔的空间。 如下图4.2-1所示,为多媒体屏和景观亮化控制的整个系统的架构,该方案架构为当前市场上较为高效的资源组合及网络结构方案。 图4.2-1 多媒体屏出于应用的安全考虑一般都会使用专门的物理网络,4G类无线网络也会使用专门的VPN网络通道,所以网络架构的基本特点就是专网专用,避免来自外网的干扰或入侵。整个网络的服务器组会安置在项目所在地附近,总控室实现对整个系统的实时监管和操作运行,为了确保末端节点工控机及矩阵智能控制终端联动时的时差问题,末端网络节点都有增加授时器,以确保整个系统中每个末端单元的时钟同步;另外在联动表演中还有做联动备份,以避免因突发性的末端设备掉线而导致的临时失控。在主题表演中网络连接并不仅仅局限于4G网络,以太网及光纤也是可选之项。在主题照明部分,强电回路管控与表演效果控制的节点端工控机分别独立运行,但在服务器组又经由系统统一“一键式”联动管控,强电回路管控负责用电供给及用电安全管理,节点端工控机负责表演效果的演绎,二者在总控室服务器的协调下同步运行,完成效果演绎。基础照明部分因为没有演绎动画,所以只需要通过矩阵智能控制终端完成强电回路管控和末端监测即可;功能照明部分除了要具备基本的回路管控和末端监测能力,还需要具有单灯调光、调色功能等。 主题照明、基础照明和功能照明的彼此联动化管理由服务器组统一协调完成,要求能完成区域的联动集中控制。总控室除了本身对项目的全方位监控及运行管理能力外还要能实现良好的人机交互,以及部分控制功能的便携化移植,通过便携式的功能移植,可以使现场的管控及联动操作具有更好的便捷性,方便现场的联动操控。除此之外还要求系统的稳定性,系统运行的稳定性主要通过两方面来保证,一方面是系统架构的过程中严格选用设备的标准限值必须高于等于工业级要求,另一方面专用网络的构建为系统的稳定创造了很好的内网环境,避免可能的干扰要素的存在。 4.3灯光秀亮化控制方案 灯光秀的构成主要是以大型的户外场地、优美的自然景观或大型的建筑群为依托配合各种投影动画演绎或大型投影仪的画面投影,在配合声光电技术使效果情景交融,另外配合进各种激光表演效果、全息投影以及音乐喷泉、大型户外屏幕、LED拼接屏等可调动要素,全方位多角度的打造全新城市夜景,扮靓城市夜空。 图4.3-1 如上图4.3-1为一个灯光秀的控制系统架构。为配合实现上述的灯光秀效果,亮化管理系统需要将远程监控、智能化照明控制技术、多媒体演示技术和“灯光秀”艺术有机结合,采用光纤+以太网+4G无线网络布网、集中控制和边缘控制相结合的做法,另外依托强大的云端处理能力,确保现场的每个要素点都在实时监控之下,每个场景的演绎和场景间的切换都做到细腻柔和。 灯光秀控制系统的核心集中在多媒体灯光控制平台和智能控制柜两部分,其中的智能控制柜为末端现场的主控设备,完成现场各种灯光秀表演要素的统一协调管理,并向控制平台反馈信息,要求智能控制柜能够兼容各种通讯协议TCP/IP、Art-net、ACN、RDM、DMX512等,实现较为广泛的末端表演要素接入包括特效灯、激光灯、投光灯、音乐喷泉等。系统中的多媒体灯光控制平台通过光纤 (DMX512&RDM&Art-Net)与智能控制柜相链接构成通讯网络,完成控制指令、场效动画、末端信息反馈等信息传达,另外高清摄像头通过RTP协议将视频信息传递给智能控制柜,然后再反馈到灯光控制平台,以实现远程实时视频监控。系统中的多媒体控制平台对外输出视频音频信息,分别抵达音响系统和视频服务器,通过调配视频服务器和音响系统,对视频信息和音频信息做信息解码及播放,完成音效动画等的联动演绎。 在这个灯光秀控制系统里,为了便于项目的前期调试和测试,还增加有便携式的移动控制载体,这里主要使用的是平板电脑,通过这样的便携式控制界面,可以灵活的对灯光秀项目的各要素做独立控制和区域联动控制,使的项目的初期调试变得高效便捷。另外在场景演绎的时候也可以实现区域联动控制和一键式触发操作,使得整个灯光秀项目具有更为简洁和高效的操控监测体验。 结束语 未来的灯光控制系统不仅是灯光开关与播放控制,更是智慧控制平台构建,互联互通、系统安全、人工智能、智能控制、智能管理(信息采集、传输、决策、处理、服务)、能源管理、数据管理、权限管理、等功能协同发展达到景观灯光控制管理精细化,与智慧城市其它子系统深度融合。
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景观照明监控终端又称作智能照明监控终端,是开开物联自主研发生产的新一代智能照明监控终端,集手动控制、自动控制、定时控制、遥控、遥信、遥测、扩展功能、智能化网关等功能于一身。景观照明监控终端采用景观照明控制器+九路电流电压采集终端通过RS485接口手拉手组合而成,支持测量9路电流、9路电压、有功功率、无功功率、功率因数,总电能及单相电能。 三遥监控终端又称路灯三遥终端、三遥系统,是开开物联自主研发生产的新一代智能照明监控终端,集手动控制、自动控制、定时控制、遥控、遥信、遥测、智能化网关等功能于一身。三遥监控终端采用三遥控制器+三相电流电压采集终端通过RS485接口手拉手组合而成,支持测量三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数,总电能及单相电能。 路灯智能控制器又称路灯远程控制器、智能路灯控制器,是开开物联自主研发生产的新一代智能照明控制器,集手动控制、自动控制、远程控制、定时控制、扩展功能、无线通信等功能于一身。路灯智能控制器采用创新模块化设计理念,在产品体系中作为控制主机发挥作用,可根据用户需求搭配对应的功能扩展模块,在满足用户需求的前提下实现按需采购,合理控制成本。 智能路灯监控终端又称作智能路灯控制器、路灯三遥监控终端等,是开开物联自主研发生产的新一代智能照明监控终端,集手动控制、自动控制、定时控制、遥控、遥信、遥测、无线远程通信等功能于一身。智能路灯监控终端采用主控终端+九路电流电压采集终端通过RS485接口手拉手组合而成,支持测量9路电流、9路电压、有功功率、无功功率、功率因数,总电能及单相电能。 云智能照明控制器是开开物联自主研发生产的新一代智能化照明控制器。云智能照明控制器应用了众多先进的物联网技术和云计算技术,集成军品级32位ARM芯片,搭载嵌入式Linux操作系统,具有运行速度快、计算精度高、性能稳定、功能强大等特点。以云智能照明控制器为核心设备,通过开开物联智慧照明监控平台V3.0,用户能够快速搭建起高效实用的智慧照明管理系统,并使用手机、电脑、PAD等终端随时随地远程控制。 智能门锁正以便捷、安全的特点逐步走入家庭,作为家庭的入口,智能门锁成为各巨头们争夺的入口产品。各类的智能门锁呼之欲出,指纹识别、声音识别、指静脉识别、人脸识别等等技术都加入其中,智能门锁变得一下高大上起来。智能门锁还可通过物联网与智能家电、... NB智慧停车,城市路边停车为首要落地场景实际上,国内绝大部分NB智慧停车案例中,NB的作用主要体现在车位检测器上,通过在每个泊位上安装一个车位检测器来检测泊位的占用状态,每当泊位状态有更新时,可以通过NB-IoT网络实时上传到后台。其作用有... 物联网通讯技术NB-IoT、eMTC、LoRa三足鼎立三种技术的特点一、NB-IoT这是一个新兴的技术,中文叫窄带物联网,从名字上就知道非常适合物联网场景。在带宽和成本上的优势明显,NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,... 1、物联网业务需求的差异化,体现在两个方面一方面,不同的终端和应用对网络特性有不同的要求。传统的网络特性包括:网络接入的距离、上下行的网络带宽、移动性的支持、还有数据收发的频率(或称为周期性)、以及安全性和数据传输质量(完整性、稳定性、时效... 近日,根据统计数据显示,我国低功耗广域网连接技术NB-IoT用户数已经突破6000万,其中, NB-IoT燃气表和NB-IoT水表用户数均超过1000万大关,月增量已经超过2G ,NB-IoT呈现加速发展态势。NB-IoT燃气表和NB-Io... |