Датчик света для уличного освещения, его выбор и правильный монтаж

Уличное освещение придумано человечеством ещё на заре цивилизации и сопровождает человека в его повседневной жизни по сей день. Сегодня невозможно даже представить себе города и другие населённые пункты без уличного освещения, которое постоянно обновляется и совершенствуется. Оно должно полноценно освещать пространство в нужное время суток, работать в автономном режиме и желательно быть экономичным.

Затраты на уличное освещение составляют внушительную часть бюджетов, как муниципалитетов так и семейных, а применение датчиков позволяет экономить до 70 процентов электроэнергии и существенно улучшить качество уличного освещения. Поэтому в настоящее время уделяется большое внимание и привлекаются значительные средства для развития современных технологий в этой сфере.

Пути развития уличного освещения

Современные технологии позволяют значительно усовершенствовать управление и эффективность уличного освещения.

Производители осветительного оборудования предлагают большой выбор экономичных ламп освещения и прожекторов с продлённым сроком эксплуатации, а также различные устройства автоматического управления. К таким устройствам относятся датчики наружного освещения, которые в свою очередь подразделяются на фотореле, датчики движения, реле времени с отложенной функцией включения.

Применение таких датчиков позволяет эксплуатировать светильники и прожекторы в экономичном режиме и включать и отключать уличное освещение по необходимости. Такие приборы работают автономно без вмешательства человека длительные сроки. Остановимся более подробно на некоторых их них.

Фотореле

Фотореле или сумеречный выключатель, является наиболее распространённым прибором включения и выключения уличных светильников, который применяется в основном на промышленных объектах и в муниципалитетах. В его состав входит фотодатчик, который реагирует на изменение светового потока. Принцип действия фотодатчика основан на изменении свойств вещества под влиянием светового потока.

При этом изменяется его внутреннее электрическое сопротивление, а также возникают другие физические явления, такие как эмиссия электронов из катода электронной лампы или электродвижущая сила между проводниками.

Производителями предлагаются фотореле с различными фотодатчиками, но наиболее распространёнными являются фотодатчики с изменяемым фотосопротивлением.

В таких фотодатчиках фототранзисторное сопротивление возрастает под воздействием сумерек и падает с восходом солнца. Такие датчики бывают встроенными и выносными. Встроенные датчики устанавливаются в блок управления уличным освещением, а выносные отдельно от него. Такие приборы очень надёжны и имеют длительный срок эксплуатации.

Установка сумеречных выключателей производится только специализированными и аттестованными организациями, которые предложат наиболее оптимальные варианты и произведут монтаж в соответствии с требованиями заводов производителей. Зачастую такие организации осуществляют также сервисное обслуживание данного оборудования.

Немного о датчике света

Такие приборы применяются в основном в частном секторе, где нет особой необходимости в постоянном освещении прилегающей к жилым строениям территорий, чем достигается значительная экономия электроэнергии, продлевает срок эксплуатации осветительного оборудования. Датчики движения более сложные в изготовлении и в эксплуатации, но при правильной настройке и своевременном техническом обслуживании, эксплуатируются бесперебойно длительный срок.

Принцип действия основан на изменении инфракрасного излучения, которое возникает при движении человека. При дневном свете тело живого существа не светится, а в инфракрасном (ИК) диапазоне светятся.

Устройство датчика движения

Устроен датчик движения следующим образом: внутри находятся специальные фотоэлементы с мультилинзой и играют роль фотоприёмника. Мультилинза состоит из большого количества линз от 20 до 60 штук, каждая из которых фокусирует ИК свет на сенсорный фотоэлемент. Когда человек пересекает сектор оптической системы, на фотоэлементе появляется импульсный сигнал, который усиливается, преобразовывается в цифровой формат и подаётся на исполнительный механизм, который включает или отключает светильник или другой прибор освещения.

Виды приборов и их особенности

Основные функции данного прибора, это охранное освещение прилегающих к домам участков, где применяются датчики с пассивной функцией и освещение тротуаров и площадок для передвижения людей, датчики с активной функцией. Датчики, которые устанавливаются на опорах освещения, имеют дальность действия до 12 метров и большой угол охвата.

В зависимости от того, какие лампы применяются при освещении, датчики бывают трёх полюсные для всех видов ламп и двух полюсные для ламп накаливания.

Отличаются они друг от друга, также углом обзора. В горизонтальной плоскости угол обзора может быть от 60 до 90 градусов, а в вертикальной 15-20 градусов. Датчики движения отличаются друг от друга номинальной мощностью, которая подключается к ним, поэтому правильной подбор датчика света по этому параметру имеет немаловажное значение в долговечности прибора. Существуют также для наружной эксплуатации и внутренней. Наружные имеют усиленную защиту от влияния атмосферных осадков и возможного физического проникновения.

Основные производители

В России всё большую популярность получают датчики света от российской компании ВКС г. Казань, которая разрабатывает и производит автоматизированные системы управления уличным освещением, позволяющие на модульном принципе, использовать только необходимые элементы света, при этом имеется возможность плавно изменять яркость практически каждой лампы, в зависимости от потребности в освещении. Такая технология очень перспективна и пользуется заслуженным авторитетом.

Хорошим спросом пользуются в России датчики света немецкой компании Theben. Особенно популярны продукция theluxa, которые отличаются высокой чувствительностью и практически незаметны на фасаде здания. Известная во всём мире французская компания Legrand, поставляет на российские рынки современные датчики освещённости и движения с регуляторами чувствительности, света и временной задержки.

Монтаж и эксплуатация

Для того, чтобы установить датчики уличного освещения в домашнем хозяйстве, необходимо получить квалифицированную консультацию специалиста, который определит место установки датчиков и произведёт монтаж оборудования. Необходимо учесть, что при монтаже прибора имеются некоторые особенности, которые необходимо обязательно учитывать.

Прежде всего, датчики движения должны быть мало заметны или находиться вне пределов досягаемости, не должны подвергаться воздействию электромагнитного и излучения и высокой температуры, а также располагаться на высоте не менее одного метра от поверхности земли, чтобы исключить реагирование на домашних животных.

Длительный срок эксплуатации зависит от бережного отношения к приборам и своевременным техническим обслуживанием.

Некоторые, более простые по своей конструкции датчики движения, при наличии определённых навыков можно смонтировать своими силами, соблюдая все технические требования, изложенные в прилагаемых инструкциях.

Датчик света для уличного освещения обеспечит удобство, экономичность

Грамотно оборудованная система уличного освещения на загородном участке создает максимальный комфорт, безопасность. Однако управление светильниками может создавать определенные сложности. Несвоевременно включенные фонари причиняют неудобства. Не отключенный уличный фонарь напрасно расходует энергию. Датчик света для уличного освещения исключает все проблемы. Его установка позволяет не заботиться о включении и выключении светильника, создать на участке комфорт, не расходуя электроэнергию напрасно.

Конструкция датчиков света, механизм их работы

Пользователи и даже специалисты по-разному называют эти приборы: фотодатчики, фотореле, фотоэлементы, светоконтролирующие выключатели.

Но предназначение устройства от этого не меняется. Датчик обеспечивает автоматическое включение светильника при снижении интенсивности естественного света, его отключение при повышении показателя.

В основе принципа работы прибора положена способность некоторых материалов изменять свою структуру под воздействием солнечных фотонов. Реле день ночь оснащаются фототранзисторами, фотодиодами или фоторезисторами.

Попадание на прибор солнечных лучей вызывает изменение в параметрах элемента, прекращается подача тока к фонарю, свет отключается. Снижение интенсивности воздействия фотонов при наступлении сумерек приводит к обратным изменениям в фотоэлементе, контакты соединяются, обеспечивается электропитание светильника, включается свет.

Основные критерии выбора датчиков

Производители предлагают датчики света для уличного освещения в обширном ассортименте. Для того чтобы приборы безупречно справлялись со своим предназначением в течение нескольких лет, выбирать их нужно внимательно. Нужно учитывать следующие параметры:

• величина напряжения;
• выходная мощность;
• степень защиты;
• диапазон рабочего режима.

Уличные фонари могут работать с напряжением 12 или 220В. Датчик должен соответствовать источнику света по этому параметру.

Датчики могут обслуживать один или несколько светильников. Следует при выборе устройств ориентироваться на мощность источников света. Причем желательно приобретать модели, в которых выходной показатель выше требуемого. Это позволит избежать сбоев в работе датчиков.

Все электротехнические приборы имеют определенную степень защиты. Поскольку датчик будет работать на открытом воздухе, он будет испытывать на себе весь комплекс климатических воздействий. Показатель класса защиты IP в таких устройствах должен быть не ниже 44. У приборов с высокой степенью защиты имеется герметичный, прочный корпус, не позволяющий влаге проникать к рабочим элементам.

Уличный датчик рассчитан на определенный температурный режим функционирования. Этот показатель выбирается с учетом климатических условий региона. Как и в случае с выходной мощностью, следует выбирать устройства более широкого температурного диапазона, чтобы избежать проблем в случае непредвиденных сюрпризов погоды.

Дополнительные возможности приборов

Выбирая датчик освещения, стоит обратить внимание на дополнительные возможности этих приборов. В ассортименте некоторых производителей есть модели, оснащенные регулировкой чувствительности. Пользователь может по своему усмотрению изменять этот показатель. Диапазон пределов может быть различным от 10 до 100 Лк, от 2 до 100 Лк и др.

Наличие регулировки позволяет оптимально настроить работу прибора. К примеру, в зимнее время года снежный покров отражает естественный свет. При повышенной чувствительности этот эффект будет воспринят датчиком как наступление рассвета, освещение отключится ночью.

Есть в этих приборах еще один важный параметр. Датчики отличаются длительностью времени срабатывания. Устройство с коротким периодом может создать определенные неудобства. Например, светильник может отключиться в ночное время при случайном попадании на реле света от автомобильных фар. Этого не произойдет, если датчик света для уличного освещения оснащен опцией задержки срабатывания.

Правила грамотной установки прибора

Качественная работа устройства, безупречность выполнения функций во многом зависит от правильности его размещения. При этом учитываются условия, необходимые для функционирования датчика:

• прибор должен располагаться в зоне, открытой для солнечного света;
• свет от ламп, окон дома, фонарей не должен попадать на датчик;
• желательно устанавливать устройство в месте, на которое не попадает свет автомобильных фар;
• прибор должен находиться в доступном месте, что позволит удалять с него регулярно пыль, снег.

Грамотно выбрать место для монтажа устройства порой бывает непросто. Возможно, придется несколько раз менять его местоположение, прежде чем найдется оптимальный вариант.

Нередко пользователи фиксируют датчики на столбе фонаря. Если прибор располагается слишком высоко, это обязательно вызовет неудобства в регулярном уходе за устройством. Практика показывает, что оптимальным вариантом является монтаж реле в удобном месте, к примеру, на стене дома. Обеспечить автоматическую работу светильника поможет кабель питания.

Электрическая схема монтажа датчика света

К прибору подключается нулевой провод и фаза. Нулевой кабель проводится с шины, автомата, подключается к реле и источнику света. Фаза присоединяется к светильнику на выходе. Места соединений должны быть надежно защищены от климатических воздействий. Обеспечить такие условия поможет специальная распределительная коробка.

Источники света с высокой мощностью оборудуются дросселями. В таком случае желательно оснастить схему контактором. Особенность этого устройства заключается в способности положительно воспринимать пусковые токи, что позволяет сохранять работоспособность в условиях частых включений и выключений.

На загородном участке есть зоны, в которых постоянное освещение не требуется. В светильниках, расположенных в таких местах, целесообразно дополнительно устанавливать датчик движения. Он обеспечит включение света только при попадании в зону человека. Этот прибор монтируется после светочувствительного реле. Это обеспечивает срабатывание датчика движения только с наступлением сумерек.

В целях упрощения задачи для пользователей, решивших самостоятельно заняться подключением, производители оснащают датчики света для уличного освещения проводами разного цвета. Синий предназначен для «0», коричневый или черный для входа фазы, красный подсоединяется к источнику света. Пользователям, которые никогда не занимались электропроводкой, стоит обратиться к специалисту.

Настройка оптимальной работы устройства

После монтажа, подключения прибора следует заняться его настройкой. Регулятор предела срабатывания располагается на нижней плоскости кожуха. Он имеет вид диска из пластика. Настройка осуществляется вращением, стрелочки на корпусе показывают направление поворота диска для снижения и повышения чувствительности.

Установка нужного показателя выполняется при наступлении сумерек. Днем регулирующий диск устанавливается на точку минимальной чувствительности. Как только интенсивность солнечного света снизится до показателей, при которых требуется искусственное освещение, нужно медленно вращать диск до включения фонаря. Теперь датчик света для уличного освещения будет автоматически включать светильник при наступлении сумерек.

Астрономические таймеры

Обеспечивать удобное управление светильниками, экономичную работу систем могут и другие приборы. Автоматическим включением и выключением света управляет астрономический таймер. Но его устройство, принцип работы отличаются от конструкции, работы реле. Датчик света для уличного освещения реагирует на интенсивность света. Астрономический таймер учитывает временные периоды.

В приборе заложены данные о наступлении сумерек, рассвета в различных поясах в определенные сезоны и даже дни. После монтажа, подключения астротаймера в нем устанавливаются координаты GPS местонахождения прибора, а также текущее время, дата. Устройство начинает работать по заложенной программе, автоматически включает, выключает уличный свет, согласно условиям данного климатического региона.

У этого прибора есть определенные достоинства:

• в отличие от датчиков света, таймер исключает ложное срабатывание, свет включается, выключается независимо от капризов погоды;
• место монтажа не ограничено, так как устройству не требуется воздействие естественного света;
• есть возможность отрегулировать часы включения выключения света, в разных моделях предусмотрено изменение показателей в диапазоне 2-4 часов.

Удобство астрономических таймеров неоспоримо. Но стоимость таких приборов высокая, что не способствует популярности. В ближайшие несколько лет, скорее всего, главным регулятором работы светильников будет датчик света для уличного освещения.

Каталог нашего интернет магазина в большом ассортименте предлагает фотореле для уличных фонарей. У вас есть возможность приобрести качественные, надежные приборы от ведущих мировых производителей с учетом специфики системы. Они обеспечат экономичное, комфортное освещение на участке, исключат любые неудобства в пользовании. Умеренная стоимость датчиков света обеспечивает доступность для каждого потребителя.

Беспроводной датчик освещенности COCO ABST-604 (день-ночь)

---

Модель:	COCO ABST-604	Количество каналов :	1
Размер [мм] :	88x59x27	Дальность действия [м] :	30
Напряжение питания [В] :	2x 1,5 B AAA батарейки
Управление :	Радиосигнал 433,92МГц

---

Скачать описание COCO ABST-604 в формате PDF . ..

 

Система умного дома Trust SmartHome (СOCO) описание и краткий каталог …

 

О системе умного дома Trust SmartHome

Система умного дома Trust SmartHome состоит из передатчиков и приёмников, с помощью которых вы можете управлять источниками света, бытовой техникой, жалюзи и рольставнями (включать, и выключать приборы, изменять яркость освещения, закрывать и открывать жалюзи и рольставни).
Всё это можно делать как вручную (с помощью пульта дистанционного управления или беспроводного выключателя), так и автоматически (с помощью датчика или станции управления).
Вы можете начать создавать свою собственную систему умного дома с одного передатчика и одного приёмника, а затем расширять её по желанию, увеличивая комфорт своего дома шаг за шагом.
управление системой умного дома Trust SmartHome и её программирование может осуществляться с планшета или смартфона!
С помощью своего смартфона или планшета вы сможете включать и выключать освещение, изменять его яркость, включать электроприборы, открывать и закрывать жалюзи и рольставни.
Для этого достаточно приобрести простую в установке Станцию Интернет управления и загрузить бесплатные приложения для iPad, iPhone или устройства на базе Android – ну и, конечно, установить нужные вам приёмники системы СОСО.

 

Беспроводной датчик день-ночь влагозащищенный ABST-604 (датчик освещенности)

Брызгозащищённый беспроводной датчик день-ночь с программируемой отсрочкой выключения. Включает приёмники с наступлением темноты и выключает их через заданное время (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 часов) или с рассветом. Работает от батареек и может быть установлен в любом удобном месте как в помещении, так и под открытым небом.

Беспроводное фотореле (датчик освещённости) (ABST-604) может быть помещён как в помещении, так и на улице, не требует проводного соединения и высокого напряжения, так как работает от батареи.

Подает сигнал включения или выключения на COCO приемники, когда темнеет или светлеет. Запрограммированная задержка срабатывания датчика 2,3,4,5,6,7,8 часов на выбор.

ABST-604 совместим со всеми COCO приемниками с автоматической кодовой системой. Это устройство посылает радиосигналы на частоте 433,92 МГц. Сигнал проходит через стены, окна и двери до 30 метров в помещении.

 

Дополнительная информация:

 

 

Как выбрать датчик освещенности? — официальный дистрибьютор Steinel GmbH на территории России и Республике Беларусь

Что такое «датчик освещенности»?

Существует несколько названий этого устройства:

• Датчик освещенности
• Датчик освещения
• Фотореле
• Сумеречный выключатель
• Светоконтролирующий выключатель
• Датчик «день/ночь»

Пусть каждый выберет для себя свой вариант, но, как говорится, «от перестановки слагаемых сумма не меняется».

Основное назначение датчика — включение и выключение электропитания при установленной освещенности. Чаще всего его используют для включения и выключения уличного освещения. Это удобно: вам не нужно думать о том, что на улице день, а вы забыли выключить свет.

Как любой продукт компании Steinel, серия датчиков освещенности NightMatic направлена в первую очередь на экономию электроэнергии, а значит экономии ваших затрат.

Принцип работы устройства намного проще чем у датчиков движения. В датчике освещенности установлено фотореле (фоторезистор или фотодиод). Благодаря его чувствительности происходит определение уровня освещенности.

Линейка NightMatic от Steinel состоит из трех моделей: NM2000, NM3000 и NM5000-2. Чтобы определить какой из датчиков подходит именно вам, необходимо ответить на три вопроса:

Нагрузка

NM 2000	NM 3000	NM 5000-2
до 1 000 Вт	до 1 000 Вт	до 2 000 Вт

Установка сумеречного порога

NM 2000	NM 3000	NM 5000-2
2 -10 лк	0,5 — 10 лк	0,5 — 100 лк

Важно отметить, что модель NM 2000 не имеет возможности регулировки, а в NM 3000 и 5000-2 при установке датчика вы можете сдвинуть порог включения/выключения простым нажатием на кнопку.

Регулировки

NM 2000	NM 3000	NM 5000-2
отсутствует возможность каких либо регулировок	Механическая регулировка ночного отключения с помощью поворотного фазового регулятора с 24 до 5 часов	Ночная установка: механическая регулировка ночного отключения с помощью поворотного фазового регулятора / с 22 до 5 часов; Утренняя установка: свет включить или выключить / с 5 часов до рассвета

Обратите внимание на функцию VARIO. Оснащенные микропроцессором сумеречные выключатели NM3000 и NM5000-2 имеют режим ночного отключения. Эта функция обеспечивает экономию электроэнергии.

 

Остальные параметры, комплектация и диапазон рабочих температур и цветовое исполнение датчиков — одинаковы.

Датчик освещенности уличный AHKF

Напряжение питания	24 V AC ±10% 15. ..36 V DC
Потребляемая мощность	< 2.2 VA / 24 V AC < 1.1 W / 24 V DC
Sensor	Фотодатчик с фильтром V(λ)
Диапазон измерения силы освещения	0 … 60 klx, с шестью переключаемыми диапазонами измерения 0…500 лк 0…1000 лк 0…2000 лк 0…5000 лк 0…20 000 лк 0…60 000 лк
Погрешность измерения силы освещения	< 5% des Endwerts, 25°C
ручная коррекция нуля	±10 %, настраивается с помощью потенциометра
Фильтрация сигналов	5 с
Выходной сигнал, освещенность	0–10 В
Класс защиты	III (согласно EN 60529)
Нормы	соответствие нормам ЕС, электромагнитная совместимость согласно EN 61326, директива 2004/108/EC «Электромагнитная совместимость»
Допустимая температура (при эксплуатации)	-35 . .. 70 °C
Допустимая влажность воздуха (при эксплуатации)	0 … 95 %r.H. без конденсата
Допустимая температура (при хранении)	-35 … 70 °C
Корпус	Полиамид, 30 % усиление стеклянными шариками, с быстрозаворачиваемыми винтами (комбинация шлиц / крестовой шлиц), Транспортный белый (аналогичен RAL 9016)
Размеры корпуса	72 x 64 x 37.8 mm (Tyr 1)
Присоединение кабеля	M16x1,5; макс. внутренний диаметр 10,4 мм с разгрузкой от натяжения, сменное исполнение.
Монтаж	2 винта ø4 мм на расстоянии 39 мм х 49 мм
Эл. подключение	0.14 — 1.5 mm², 3-проводное подключение, по винтовым зажимам на плате
Степень защиты (IP)	65 (согласно EN 60529)

Новое. Датчики на интернет-аукционе Au.

ru

Датчик освещения позволит автоматически включать или выключать свет днем или ночью без ручного управления.

Автоматический включатель / выключатель света – автономное устройство, автоматически включает и выключает нагрузку (лампы, светильники, прожекторы) мощностью до 2 кВт, в зависимости от внешней освещенности.

Широко используется для уличных фонарей, шоссе, заводов, сада, портов, аэропортов, ферм, парков, школ и других мест.

Особенности установки и эксплуатации:

Устройство не нуждается в настройке и начинает работать сразу после подключения. Устанавливается автоматический включатель синей частью вверх, для большей стойкости к погодным условиям.

Свет с лампы, коммутируемый устройством, не должен попадать на белую часть датчика, иначе будет эффект «мигания».

Выключатель имеет временную задержку перед включением-выключением, исключающую ложные срабатывания.

Автоматический включатель / выключатель света прост в установки и подключении. Подключение: красный провод – нагрузка, черный – фаза линии сети, белый – ноль (общий провод).

Датчик освещенности не рекомендуется устанавливать в местах крайне темных днем или местах прямого яркого света.

Особенности:

* Современный дизайн и высокое качество

* Встроенных датчик света, который может определять день и ночь

* Автоматическое включение светильников вечером и отключение утром

* Уличное исполнение

* Компактная и надежная конструкция, содержит CDS фотоэлемент и биметаллическое реле

* Применение: уличные и садовые фонари и светильники

* Может устанавливаться на деревянных, металлических или железобетонных столбах

Спецификация:

Питание: AC-220В 50/60Гц

Максимальный ток нагрузки: 10A

Температура: -20°C to +50°C

Потребление: максимум 2 Вт

Световые пороги срабатывания:

Включение: менее 30 люкс

Выключение: более 150 люкс

Размер, см: 3.5 x 4.2 x 5

Виды нагрузок: лампы накаливания, энергосберегающие лампы, СВЕТОДИОДНЫЕ лампы, люминесцентные лампы и другие виды нагрузок

Обзор датчика освещенности для уличных светильников AS-10-220

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ ДРУГИЕ НАШИ ЛОТЫ >>

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ ДРУГИЕ НАШИ ЛОТЫ >>

Интеллектуальные системы уличного освещения и столбы умного города

Как неотъемлемая часть городской инфраструктуры, уличное освещение способствует безопасности дорожного движения. Огромное количество огней, необходимое для полного освещения дорожной системы, создает острую потребность в решениях по освещению, которые были бы как можно более экономичными, но одновременно обеспечивающими 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

Светотехническая промышленность переживает радикальные преобразования, вызванные технологическими достижениями в области твердотельного освещения (SSL), основанного на технологии светоизлучающих диодов (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 интерфейс пользователя (GUI) создается пользовательским веб-приложением для помощи в удаленном управлении, настройке и мониторинге уличного освещения.

Контроллер уличного освещения предназначен для подачи команд для управления 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, операторские 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 сетей 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 работы с большим количеством географически разбросанных уличных фонарей.

Интеллектуальные системы уличного освещения обеспечивают сложное взаимодействие с пользователем и расширенные функции затемнения и планирования. Интеграция элементов управления, датчиков и возможности 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 для расширенного управления освещением, добавление возможности подключения по Интернет-протоколу (IP) к уличным фонарям и расширение возможностей обнаружения светодиодных светильников позволило создать широкий спектр инновационных приложений, которые изменяют способ взаимодействия людей с окружающей средой. Интернет вещей соединяет физический и цифровой миры с помощью интеллектуальных устройств, которые могут собирать или передавать информацию. IoT не одна 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 действовать в соответствии с информацией.

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 использованием 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 возможности 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 поток трафика.

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.Эту технологию также можно использовать 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 преступности

Уличные фонари, оборудованные IP-камерами и аудиорекордерами, позволяют органам безопасности записывать, проверять и контролировать действия в зонах, 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 структурой промежуточного программного обеспечения, в которой 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 с 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 может быть раскрыт 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 коммуникационные интерфейсы через Интернет и открывая эти «вещи» для интернет-сервисов. 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 IoT 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.

Рекомендуемые товары

Вот обзор некоторых примечательных продуктов для вашей справки. (Отказ от ответственности: мы не связаны ни с одним из получателей ссылок на внешние продукты в этом списке.) Это постоянно обновляемый список. Мы приветствуем предложения по продуктам от тех, кто гордится тем, что делает свою продукцию привлекательной. (Владельцы перечисленных здесь продуктов имеют право использовать наш значок для рекламы ваших достижений. Включите ссылку на эту страницу для проверки листинга.)

Лампы Huawei Smart Streer

Huawei предоставляет решение NB-IoT с индивидуальным управлением с одним переходом, в котором оператор создает и управляет сетями для клиентов. Технология NB-IoT позволяет распределенным уличным фонарям получать доступ к сети в любое время для достижения крупномасштабного межсетевого взаимодействия. Это решение освобождает клиентов от необходимости строить и обслуживать сети и обеспечивает высокую надежность. NB-IoT использует единые глобальные стандарты и способствует плавному переходу к 5G.В отличие от таких решений, как PLC, ZigBee, Sigfox и LoRa, в которых рассредоточенные сети строятся клиентами, решение интеллектуального уличного освещения NB-IoT работает в сетях операторов. Он использует уличные фонари plug-and-play для передачи данных за один прыжок на выделенную платформу управления облаком. Решение Huawei для уличных фонарей NB-IoT включает устройства мониторинга уличных фонарей, сетевые соединения NB-IoT, центральную платформу IoT и облачную платформу управления операциями. Более четкая сетевая структура и простой протокол приложений повышают стабильность и надежность системы, не полагаясь на шлюзы.Платформа Huawei OceanConnect IoT оснащена для координации с сетями NB-IoT в обеспечении доставки команд в реальном времени, автономного управления доставкой команд, периодической и безопасной отчетности по данным и удаленного пакетного обновления устройств. При этом платформа использует только половину энергии, потребляемой традиционными решениями, и продлевает жизненный цикл устройств.

Смарт-столбы Signify BrightSites

BrightSites от Signify признает, что руководители муниципальных образований ищут способы улучшить свои города за счет расширения возможностей подключения к Wi-Fi и IoT уже сегодня, чтобы сделать возможным преобразование в более умный и подключенный город будущего.Имея это в виду, мы разработали полную линейку интеллектуальных опор, использующих Wi-Fi, IoT, Sigfox, оптоволоконные концентраторы, технологии 4G, 5G и 5G mm LTE. Световые опоры BrightSites разработаны с учетом преимуществ небольших ячеек и точек доступа Wi-Fi с новой технологией 5G. Он также обеспечивает инновационный комплексный подход к предоставлению расширенного доступа к мобильным данным для жителей города. Светодиодное освещение Philips представляет собой экономичную и не требующую особого обслуживания альтернативу традиционному уличному освещению, что очень важно для городов. Столбы BrightSites доступны разной высоты, цвета и стиля, что позволяет интегрировать их в любой городской пейзаж с оптимальным визуальным эффектом. Некоторые из дополнительных функций, предлагаемых интеллектуальными полюсами BrightSites, включают: 1) датчики для обеспечения актуального мониторинга окружающей среды, такого как качество воздуха, шум и обнаружение инцидентов, и которые собирают данные для поддержки решений, которые могут улучшить общую жизнеспособность в городах. области; 2) камеры, которые могут наблюдать за дорожными условиями, помогая улучшить транспортные потоки, принимать решения по техническому обслуживанию и развертыванию аварийных бригад; 3) интеллектуальные микрофоны, оснащенные расширенным распознаванием образов, которые могут быть вызваны шумами, связанными с антиобщественным поведением, такими как крики, автосигнализация, бьющееся стекло или даже выстрелы.Затем они автоматически увеличивают яркость света, записывают звук и оповещают службы экстренной помощи, а также 4) экраны дисплеев, которые могут предлагать важные экстренные сообщения, а также выступать в качестве источника дохода в качестве целевых рекламных щитов.

Sternberg Lighting IntelliStreets

IntelliStreets — это интегрированный набор решений, предлагающих возможность видеть, слышать и записывать то, что происходит на ваших улицах, с помощью камер и аудиодатчиков. Уникальная конструкция может включать в себя не только энергоэффективный светодиодный светильник, способный настраивать уровни освещенности и беспроводное управление через Интернет, но также содержать надежный динамик, светодиодную систему обмена сообщениями и двустороннюю связь с обеспечением безопасности на месте.Этот же столб может объединять сейсмические, атмосферные, огнестрельные или водяные датчики. Он может содержать относительно небольшую камеру, способную записывать дневные HD-изображения и видео, или использовать инфракрасную технологию, позволяющую ей «видеть» и записывать в тени и за листвой, где обычная камера не может. Включение дополнительных цифровых баннеров и вывесок обеспечивает потенциальный поток доходов, который делает эти решения экономически жизнеспособными. Уведомление RGBA обеспечивает визуальные подсказки в сочетании с динамиком на 360 градусов, чтобы дать пешеходам и автомобилистам важную информацию в критических ситуациях.Динамический двусторонний цифровой знак обеспечивает поиск пути, направление движения, рекламу, продвижение мероприятий и праздников. Кроме того, система Push Blue обеспечивает гораздо более высокий уровень снижения угроз для защиты тех, кто находится в опасных ситуациях.

Система Smart Pole System Sansi

Системы интеллектуальных столбов

Sansi — это полностью интегрированные системы освещения, которые соединяют информационные и коммуникационные технологии между несколькими сторонами посредством использования реальных систем, данных и датчиков.Интеллектуальная опора — это кульминация интеграции шести крупных технологических функций. Это светодиодное освещение, сбор информации, передача информации, распространение информации, обработка данных и выполнение контроля. Эти операционные функции станут важными характеристиками в развитии умных сообществ и городов. Интеллектуальные системы уличного освещения SANSI объединяют системы управления движением, инструкции по парковке, потоки движения, мониторинг транспортных средств, аварийно-спасательные работы, сбор незаконных доказательств и сетевые системы транспортных средств, а также передает данные о наземном движении в командный центр в режиме реального времени для анализа и обработки.Система поставляется со всеми необходимыми функциями для наблюдения за потоками людей, их безопасностью, безопасностью, дорожным движением и может обеспечивать раннее и своевременное предупреждение в чрезвычайных ситуациях. Мультимедийные устройства, загруженные в систему «умный столб», могут публиковать общественную рекламу, корпоративные рекламные видеоролики, различные рекламные объявления, информацию об удобных услугах и т.д.

В Сан-Диего широко используются камеры и датчики на светодиодных уличных фонарях (ЖУРНАЛ)

В городе Сан-Диего, Калифорния, в настоящее время развертывается, пожалуй, самый крупный проект умного города и Интернета вещей (IoT), который еще предстоит осуществить в мире. муниципалитетом.Город уже развернул 2000 интеллектуальных узлов на базе технологий Current, работающих на GE и Intel, и к середине 2019 года размер сети должен удвоиться. Некоторое программное обеспечение и приложения все еще можно описать как испытания или прототипы, но проект представляет собой полноценное развертывание в масштабах города с узлами, установленными на выбранных светодиодных столбах уличного освещения (рис. 1), на которые город ранее устанавливал. твердотельное освещение (SSL) со встроенной беспроводной связью. Новые интеллектуальные узлы включают камеры и другие датчики, подключенные через высокоскоростную сотовую технологию, которые собирают анонимные данные, которые город будет использовать для лучшего обслуживания граждан и посетителей.Эти данные также будут доступны организациям и предприятиям, расположенным в Сан-Диего.

Прежде чем мы углубимся в то, что подключенная система может сделать для города, давайте рассмотрим утверждение, характеризующее проект Сан-Диего как крупнейший проект умного города в мире. Это утверждение сложно доказать или опровергнуть. Интеллектуальные уличные фонари применяются гораздо шире, в которых используется возможность подключения для программного или автономного управления освещением (включение, выключение и затемнение) для оптимизации энергосбережения и, таким образом, снижения затрат.Кроме того, такие системы могут упростить техническое обслуживание, снова сократить расходы. В Лос-Анджелесе установлено более 100 000 уличных фонарей, многие из которых подключены с помощью технологии Signify (ранее Philips Lighting). В большей части Майами имеется еще больший портфель подключенных устройств, хотя меньшее количество источников света было модернизировано для светодиодных источников.

Разница в случае Сан-Диего заключается в сложности и возможностях интеллектуальных узлов, которые Current называет CityIQ. Мы рассмотрели эту технологию, связанную с пробным проектом в Портленде летом 2018 года.Узлы поддерживаются партнерством Current, Intel и AT&T Wireless. Intel поставляет микропроцессор и стек Интернета вещей. AT&T занимается беспроводным подключением. Компания Current разработала узлы, разработала облачное управление и хранилище, а также управляет работой системы как услуги.

Узлы включают датчики, которые могут определять такие вещи, как качество воздуха, температура, скорость ветра и многое другое, наряду с видеокамерами, обращенными вперед и назад. В отличие от проекта Портленд, проект Сан-Диего был запущен в масштабах всего города.Эрик Колдуэлл, заместитель главного операционного директора Сан-Диего по интеллектуальным устойчивым сообществам, сказал, что было установлено 2000 узлов из первоначально запланированных 3300 узлов. В районах города к югу от шоссе 52 установлены фонари. После первоначального запуска город впоследствии добавил в планы еще 1000 узлов. Таким образом, по словам Колдуэлла, оставшиеся 1300 узлов из первоначального контракта и дополнительные 1000 будут установлены к середине года.

Теперь остается разница между сетью уличного освещения, такой как в Лос-Анджелесе, и сетью умного города, такой как новая в Сан-Диего.В Сан-Диего есть и то, и другое. Узлы CityIQ в Сан-Диего установлены на столбах уличных фонарей, но подключены через вышеупомянутую сотовую связь. Тем временем в Сан-Диего установлено 14 000 уличных фонарей, подключенных к технологии ячеистой сети Current LightGrid. Узлы CityIQ устанавливаются на выбранных опорах в Сан-Диего рядом со светодиодными светильниками, но не зависят напрямую от светильников и не взаимодействуют с ними. Скорее, узлы CityIQ просто полагаются на столб уличного фонаря для высоты монтажа и подачи электроэнергии.

Преобладает мнение, что муниципалитеты установят подключенные светодиодные уличные фонари, вкладывая деньги в подключение и управление, чтобы максимизировать экономию энергии. Вложив эти деньги, муниципалитет мог бы использовать другие приложения умного города. И, конечно же, некоторые города следуют этой дорожной карте с подключенными светильниками, способными обеспечить определенный уровень мониторинга движения или мониторинга окружающей среды. Однако возможности видео в сети Сан-Диего потребуют более высокоскоростного беспроводного соединения, чем может предложить такая технология, как LightGrid; Мобильные сети 4G предлагают необходимую пропускную способность, а новые системы 5G будут еще лучше.

Когда его спросили о создании приложений на существующей системе LightGrid и об использовании этих инвестиций по сравнению с развертыванием второй сети, Колдуэлл поспешил сказать, что он не рассматривает новый проект с этой точки зрения. Вместо этого он сказал, что экономия от установки 14 000 светодиодных уличных фонарей позволила городу инвестировать во второй проект умного города. См. Врезку на стр. 36 для некоторых новых аспектов оригинального проекта светодиодных уличных фонарей.

Подробности развертывания

Возвращаясь к деталям этого проекта, узлы устанавливаются с такой плотностью, как один узел CityIQ каждые 100 футов в таких областях, как центр Сан-Диего, и менее плотно в некоторых других областях.Сан-Диего известен своим районом газовых фонарей в центре города и вездесущими светильниками в историческом стиле в стиле желудей. На такие декоративные опоры узел CityIQ устанавливается под светильником (рис. 2). В традиционных уличных фонарях типа «кобрахед» узел размещается на конце монтажного кронштейна опоры непосредственно перед светильником (рис. 3). Во всех случаях установка обеспечивает двойным камерам поле обзора на 360 ° (рис. 4). На некоторых декоративных опорах к опоре прикреплены два светильника в виде желудей.В таких случаях интеллектуальный узел устанавливается на светильник, расположенный ближе к улице, а другой светильник устанавливается на фиктивное шасси интеллектуального узла (рис. 5).

РИС. 2. На уличных фонарях в стиле желудей в районе Газовых фонарей узлы CityIQ устанавливаются между верхом столба и светодиодным светильником. Вы можете увидеть выступающие радиоантенны в верхней части узла возле основания светильника.

Действительно, любой столб может контролировать тротуар за столбом и площадь улицы перед столбом.В случае узких улиц камера может даже контролировать противоположную сторону улицы и тротуар. В других случаях столбы на противоположной стороне более широкой улицы также могут иметь узлы CityIQ.

Установка и ввод в эксплуатацию узлов довольно сложны — намного сложнее, чем установка и ввод в эксплуатацию базового умного уличного фонаря. Мы писали о том, как компания Georgia Power использует GPS-радио в светильниках и настройки конфигурации, хранящиеся в драйвере светодиодов, чтобы ввод в эксплуатацию умных светодиодных уличных фонарей производился по принципу plug-and-play.Эта возможность поддерживается компанией Current, а также другими поставщиками светодиодных светильников.

Однако камеры в узлах Сан-Диего значительно усложняют процесс ввода в эксплуатацию, возможно, по причинам, которые изначально не очевидны. Колдуэлл объяснил, что установка должна признавать концепцию отворота — понятие, восходящее к старому английскому общему праву. Камеры не могут фиксировать какие-либо данные / действия, связанные с частной собственностью. Камеры используются для съемки активности на полосе отвода, включая тротуары и улицы, но не в частных зданиях или даже на частной парковке.

РИС. 3. На уличных фонарях Cobrahead узлы CityIQ прикрепляются к монтажному кронштейну, идущему от столба сразу за светодиодным светильником.

Бригада, устанавливающая каждую камеру, должна определить точную долготу и широту точки на поверхности, с которой камера будет захватывать каждый пиксель данных. Так называемое геокодирование используется для существенного блокирования записи пикселей, которые могут быть связаны с частной собственностью.

Приложения «умный город»

Выполнив 2000 таких установок и подсчитав, вы можете спросить: «Что город Сан-Диего сделал с данными?» В настоящее время он собирает необработанные данные, такие как количество автомобилей и пешеходов, проезжающих через узел, а также данные об окружающей среде.Колдуэлл сказал, что цель состоит в том, чтобы определить, «как это может помочь нам лучше управлять бизнесом в Сан-Диего?»

Город создает базовые приложения и работает с некоторыми партнерами в экосистеме Current. В настоящее время в пресс-релизе по проекту говорится, что Genetec, Xaqt, ShotSpotter и CivicSmart, возможно, работают с городом.

Колдуэлл не стал обсуждать детали того, что могут предоставить третьи стороны, но выделил оптимизацию парковки как верную цель. Он сказал, что город надеется достичь 80% коэффициента использования своего портфеля парковочных мест.Сан-Диего пытался отслеживать использование с помощью сотрудников правоохранительных органов, датчиков на счетчиках и транзакций, обрабатываемых компаниями, выпускающими кредитные карты. Но с помощью таких методов нельзя было определить случаи, когда одна машина могла уехать до истечения оплаченного времени в пространстве, или другая машина занимала это оплаченное место. Данные датчика камеры намного точнее. Используя традиционные методы, Сан-Диего опасался, что коэффициент использования составит всего 60%, но камеры подтвердили, что в некоторых местах коэффициент использования приближается к 90%.

РИС. 4. Камеры расположены по обе стороны от интеллектуального узла, что позволяет захватить поле обзора города в 360 °, то есть как на тротуаре, так и на улице.

Тем не менее, потенциал намного больше. Колдуэлл сказал: «Мы создаем некоторые приложения внутри компании, которые могут сделать данные доступными для многих различных руководителей в городе». Возможно, что более важно, данные будут доступны местным организациям и даже коммерческим предприятиям. В рамках нашего интеллектуального освещения мы регулярно размышляем, кому будут принадлежать данные в сценариях SSL, подключенных к Интернету вещей.В Сан-Диего, похоже, он будет распространен на благо общества.

Например, к Колдуэллу обратился директор музея, расположенного в парке Бальбоа. Этот центральный парк когда-то был местом проведения всемирной выставки, в нем находится знаменитый зоопарк Сан-Диего, более десятка музеев и другие достопримечательности. Директор музея хотел узнать, может ли он получить доступ к проходящему мимо пешеходу для сравнения с количеством реальных посетителей. Организация Колдуэлла сможет обслуживать такие запросы через API (интерфейсы прикладного программирования).

Анонимные данные

Мы спросили Колдуэлла о логистике такого сотрудничества, особенно о правилах конфиденциальности и даже о влиянии на систему Интернета вещей. Колдуэлл сказал: «Преимущество узла Current заключается в том, что данные, поступающие с узла уличного освещения, являются анонимными». Отсутствует врожденная способность распознавать лица или номерные знаки. Колдуэлл добавил: «Здесь нет ничего, что позволило бы вам сыграть эту роль« Большого брата »».

РИС.5. Некоторые опоры в виде газовых фонарей имеют двойные светодиодные осветительные головки. Как видно на изображении, антенны присутствуют на узле под светильником справа. Светильник слева расположен на шасси фиктивного узла. Следующий столб с двумя светильниками чуть дальше по улице может не иметь установленного узла, и в этом случае светильники крепятся непосредственно к столбу на высоте центрального декоративного элемента на столбе.

Тем не менее, мы думали об использовании камер для обнаружения преступлений. Колдуэлл ответил: «Мы никогда не использовали эту систему по назначению правоохранительных органов.Колдуэлл признал, что будут случаи, когда кадры могут быть использованы полицией в случае крупного преступления.

Колдуэлл сказал: «Если у вас есть информация, которая может раскрыть преступление, вы обязаны ее предоставить». Отдельные узлы хранят видеоматериалы за пять дней. И в таких исключительных уголовных делах полиция могла обратиться к Current для получения реальных видеозаписей. Но Колдуэлл сказал, что в его офисе нет доступа к таким оригинальным материалам. Он также отметил, что в системе нет положений о продлении пятидневного срока хранения или о нарушении концепции скручивания.

Тем временем такие организации, как музей в парке Бальбоа, получают ценную информацию о схемах движения транспорта. Спорадический доступ к таким данным не влияет на пропускную способность или вычислительную мощность системы. Колдуэлл заявил: «Игра меняется, когда организации находят способы использовать данные». Он добавил: «Это новые данные. И это хорошие данные «.

Цели «умного города»

Заглядывая в будущее, Колдуэлл снова подчеркнул, что главной идеей было развертывание в масштабах города с самого начала.Он прогнозирует, что данные помогут в городском планировании, проектировании дорожного движения, влиянии и успехе особых событий, а также во многих других аспектах, которые принесут положительные выгоды для сообщества и его граждан.

Тем не менее, у Сан-Диего неоднозначное прошлое в отношении некоторых городских проектов, таких как ремонт улиц. Десять лет назад на город повлиял обвал рынка и некорректное управление пенсионным фондом. Эти реалии уже давно повлияли на способность города инвестировать в инфраструктуру. На первый взгляд, город, который привлекает туристов с прекрасной круглогодичной погодой, не ожидал, что он станет пионером технологии умного города.

Мы спросили Колдуэлла, получил ли тот факт, что светодиодные уличные фонари в первую очередь, а во-вторых, проект умного города, муниципальное финансирование и поддержку из-за окупаемости или возврата инвестиций. «Вот что упрощает эту задачу», — сказал Колдуэлл. «Но это технология, которая помогает нам делать все остальное лучше».

Например, Колдуэлл упомянул выбоины на улицах. Он сказал, что город надеется использовать камеры для наблюдения за состоянием улиц. Он рассчитывает, что сможет использовать искусственный интеллект (ИИ) для автоматического обнаружения выбоин и оповещения бригад технического обслуживания или даже для обнаружения выбоины в процессе строительства.Он ожидает, что появятся приложения для ухода за деревьями и ландшафтами, а также для выявления проблем с мусором.

Promise Zones

Еще одним важным отличием проекта в Сан-Диего является то, где технология будет развернута в первую очередь. Город ориентирован в первую очередь на обещанные зоны — федеральное определение для бедных сообществ, где федеральное правительство работает с местными чиновниками для повышения экономической активности.

Колдуэлл сказал, что Сан-Диего стремится сначала развернуть новые приложения в обещанных зонах.По его словам, более типичным является то, что более богатые районы первыми получают доступ к новым муниципальным технологиям. Но в текущем проекте умного города произойдет обратное.

Оглядываясь назад сначала на внедрение светодиодных уличных фонарей, а затем на последующий проект «умного города», Колдуэлл заключил: «Это было захватывающе для нас. И мы надеемся, что это можно будет использовать в качестве модели ».

---

Учет энергии в светодиодных светильниках позволяет сэкономить

Хотя основная статья здесь была посвящена передовым технологиям и приложениям умного города, Сан-Диего также продолжает улучшать свою финансовую прибыль по сравнению с затратами на электроэнергию.Действительно, когда компания Current, powered by GE, объявила о ключевых этапах проекта умного города еще в ноябре, компания объединила новости о новых измерениях энергии в портфеле подключенных уличных фонарей, насчитывающем в общей сложности 14 000 светильников.

Использование счетчиков энергии или мощности в светильниках — не новая концепция. Но, как мы писали в прошлом в обзоре конференции по уличному и территориальному освещению (SALC) Общества инженеров по освещению (IES), коммунальные предприятия подвергли сомнению точность интегрированных счетчиков.Конечно, коммунальные предприятия могли бы также предпочесть простоту установления тарифов и тот факт, что такие тарифы, как правило, были выше, чем фактическое использование. Более того, управление потоком фактических данных об использовании было головной болью логистики.

Эрик Колдуэлл, заместитель главного операционного директора Сан-Диего по интеллектуальным устойчивым сообществам, сказал, что город работал с коммунальным предприятием San Diego Gas & Electric (SDG & E), и потребовалось несколько лет, чтобы перейти к точному учету. Он сказал, что подключенные светодиодные светильники, установленные по всему городу, имеют возможность измерения с момента их установки.

Действительно, это было совместное заявление Current и SDG & E, в котором было объявлено о новых возможностях. Дуэт сказал, что они предприняли шестимесячный совместный проект по разработке программного обеспечения для измерения. Программное обеспечение позволяет системе Current LightGrid автоматически взаимодействовать и передавать данные об энергопотреблении в биллинговую систему SDG&E.

Сан-Диего прогнозирует, что измерение потребления энергии приведет к дальнейшему сокращению расходов на уличное освещение на 25 000 долларов в год.«Использование компанией SDG&E данных счетчиков сторонних производителей было новым, но объединение этой возможности с концепцией, основанной на потреблении, является новаторским, — сказал Колдуэлл. «Приятно видеть, как наши команды и дальше предлагают решения, которые приносят прямую пользу сообществам, которым мы служим».

—Мори Райт

Будущее умных уличных фонарей

Умные уличные фонари представляют собой экономичное решение для городов, стремящихся снизить потребление энергии, повысить общественную безопасность и способствовать дальнейшему развитию интеллектуальной инфраструктуры.

Для городов, желающих инвестировать в интеллектуальные технологии, интеллектуальное уличное освещение дает возможность получить огромные выгоды при относительно небольших вложениях. В своей простейшей форме сетевое светодиодное освещение обещает снизить затраты на электроэнергию за счет использования детекторов движения, обеспечивающих освещение только при необходимости. Помимо энергоэффективности и расширенных возможностей освещения, градостроители, стремящиеся использовать интеллектуальный анализ данных, могут использовать сети интеллектуальных уличных фонарей в качестве основы для создания мощных приложений для интеллектуального города.

Несмотря на то, что существует множество инициатив умного города, которые могут принести пользу как чиновникам, так и горожанам, адаптивное освещение предлагает городским планировщикам максимальную отдачу от их вложений. Прежде всего, это можно реализовать по частям и без капитального ремонта существующей инфраструктуры — просто заменив уличные фонари, которые уже необходимо модернизировать.

Умные уличные фонари могут быть оснащены широким спектром датчиков и камер для сбора критически важных данных, помощи городам в принятии обоснованных решений и повышения удобства использования города для жителей.Помимо Интернета вещей (IoT), уличные фонари могут обмениваться данными друг с другом по беспроводной сети, отслеживая условия движения, отслеживая обновления технического обслуживания, предупреждая должностных лиц о потенциальных рисках безопасности и т. Д.

Легко масштабируемые и чрезвычайно гибкие интеллектуальные системы освещения, скорее всего, будут в авангарде городского развития, поскольку города начинают делать рывок в будущее.

[Bonus_box link = ’https: //info.coolfiresolutions.com/comptia-research-report-building-smarter-cities-and-communities’ text = ’Отчет об исследовании CompTIA: создание более умных городов и сообществ»]

Использование умных уличных фонарей

По оценкам

Navigant Research, к 2023 году будет использоваться 100 миллионов светодиодных уличных фонарей, по одному на каждый прибор HPS.Эти умные фонари помогут городам снизить затраты на электроэнергию, снизить выбросы CO2 и улучшить техническое обслуживание. Благодаря автоматическому регулированию яркости, планированию и множеству других возможностей города могут сократить расходы на электроэнергию на 50-75% за счет интеллектуального уличного освещения.

Но энергоэффективность — это только начало. Мониторинг качества воздуха, управление движением, доступный общественный Wi-Fi, камеры видеонаблюдения, устройства обнаружения выстрелов и цифровые вывески / реклама — все это представляет собой жизнеспособных кандидатов для внедрения в инфраструктуру городского уличного освещения.По данным Silver Spring Networks, приложения общественной безопасности могут снизить преступность до 10%.

Интеллектуальное освещение в действии

Умные уличные фонари появляются в городах по всему миру, что дает многообещающие результаты с точки зрения безопасности и энергосбережения. Чикаго возглавляет проект стоимостью 160 миллионов долларов по замене 85% уличного освещения в городе — инициатива, согласно которой, по проектам мэрии, потребление энергии снизится на 50-75%.

Лос-Анджелес установил умные уличные фонари на 80% дорог. Эти подключенные фонари оснащены светодиодными лампами и беспроводной связью 4G LTE, а также датчиками, способными обнаруживать выстрелы и другие угрозы общественной безопасности. Только за первый год в Лос-Анджелесе удалось сократить расходы на электроэнергию на 63% в дополнение к улучшенному общегородскому сотовому обслуживанию.

В Далласе, штат Техас, программа Smart Cities Living Lab разрабатывает несколько проектов в историческом районе Вест-Энд.Город в партнерстве с AT&T установил 23 умных уличных фонаря со светодиодными лампами, а также дополнительные устройства, которые могут управлять парковкой, орошать газоны и контролировать качество воздуха. С начала реализации этой инициативы в Вест-Энде произошло снижение затрат на электроэнергию на 35%, увеличение доходов местного бизнеса на 12% и снижение преступности на 6%. Если программа будет реализована на 85 000 световых фонарей Далласа, город ожидает ежегодной экономии примерно 90 миллионов долларов.

По мере того, как Скенектади, штат Нью-Йорк, развертывает интеллектуальное уличное освещение по всему городу, мэр Гэри Маккарти изучает дальнейшие способы использования технологий Интернета вещей.В городских светодиодных фонарях используются датчики движения, которые затемняют, когда нет движения, и вся сеть доступна через безопасный веб-браузер. Световые посты Schenectady будут оснащены HD-камерами для улучшения транспортного потока и защиты безопасности граждан. Маккарти также считает, что эти камеры могут улучшить работу по обслуживанию города, например, делая один снимок уличной поверхности в месяц в течение трех-пяти лет.

Окупаемость инвестиций для инициатив Smart Light

По состоянию на 2017 год рынок подключенных уличных фонарей стоил 3 доллара.59 миллиардов и, по прогнозам, к 2024 году достигнет почти 9 миллиардов. В настоящее время наибольшая доля рынка принадлежит Европе — 34%, за ней следуют Северная Америка и Азия. В связи с тем, что в интеллектуальное освещение вкладываются значительные средства, городским властям важно продемонстрировать ценность интеллектуальной инфраструктуры не только с точки зрения ее ценности для граждан, но и ее потенциальной окупаемости инвестиций (ROI).

К счастью, окупаемость умных уличных фонарей быстрее и выше, чем у большинства других инициатив умных городов, при этом в большинстве отчетов оценивается сокращение затрат на 70-75%.Переход на светодиодные лампы обеспечивает существенную (и хорошо поддающуюся измерению) краткосрочную окупаемость инвестиций, что открывает путь для одновременного внедрения технологий с более длительной окупаемостью и труднодостижимой окупаемостью инвестиций, таких как мониторинг трафика в реальном времени.

Анализ Silver Springs показывает, что одни светодиодные лампы окупятся примерно за восемь лет, в то время как лампы с поддержкой Интернета вещей окупятся всего за шесть лет. Хотя добавление возможности подключения может увеличить начальные затраты на 20%, ожидается, что это обеспечит дополнительную экономию на 30% или более в течение всего срока службы лампы, который может прослужить до 20 лет.

Инициативы по подключению уличных фонарей приобретают все больший смысл. Успешные тематические исследования накапливаются, затраты на оборудование снижаются, а городским планировщикам становится все проще и легче получить общественную поддержку. Краткосрочная окупаемость инвестиций, обеспечиваемая основными возможностями умных уличных фонарей, становится все более бесспорной.

Но большие возможности связаны с дополнительными возможностями — огромным и разнообразным массивом данных, которые можно собирать и преобразовывать — от необработанной информации до разведданных и действий.Транспортные департаменты могут нести ответственность за развертывание интеллектуальных сетей уличного освещения, но все городские департаменты получают выгоду — от жилищного строительства до труда, правоохранительных органов, энергетики и т. Д.

Загрузите нашу Белую книгу Как измерить рентабельность инвестиций в интеллектуальный город , чтобы узнать больше о том, как муниципалитеты могут использовать передовой опыт для оценки успеха проектов интеллектуальной инфраструктуры.

Интеллектуальная система уличного освещения потребляет на 80 процентов меньше электроэнергии

Из всех существующих советов по энергосбережению, вероятно, наиболее часто мы слышим не оставлять свет включенным, когда покидаем комнату.Это хороший совет, но города по всему миру не следуют ему одним ключевым способом — их уличные фонари горят всю ночь, даже когда на улице никого нет. Технологический университет Делфта в Нидерландах экспериментирует с новой системой уличного освещения в своем кампусе, в которой уличные фонари, оборудованные датчиками движения, тускнеют до 20 процентов мощности, когда рядом с ними нет людей или движущихся транспортных средств. Считается, что система снижает потребление энергии и выбросы CO2 до 80 процентов, а также снижает затраты на техническое обслуживание и снижает световое загрязнение.

Выпускник Delft Management of Technology Чинтан Шах разработал систему, которая может быть добавлена ​​к любому уличному фонарю с регулируемой яркостью. Освещение происходит от светодиодных лампочек, которые срабатывают по датчикам движения. Когда человек или автомобиль приближается, их движение фиксируется ближайшим уличным фонарем, и его световой поток достигает 100 процентов. Поскольку все огни связаны друг с другом по беспроводной сети, окружающие огни также включаются и снижаются до 20 процентов только после того, как проезжает пригородный пассажир.По сути, это создает «лужу света», которая предшествует и следует за людьми, куда бы они ни пошли, поэтому любые бандиты, скрывающиеся в этом районе, должны быть хорошо видны заранее.

Система беспроводной связи фонарей также позволяет им автоматически уведомлять центральную диспетчерскую при возникновении сбоев (например, перегоревших лампочек). Это должно значительно упростить обслуживание, так как экипажи будут точно знать, куда и когда идти.

Некоторые тонкие настройки все еще продолжаются, чтобы свет не активировался такими вещами, как качающиеся ветки или блуждающие кошки.Тем временем Шах основал дочернюю компанию под названием Tvilight для продвижения технологии Делфта. Он утверждает, что муниципалитеты, использующие систему, должны окупить себя в течение трех-четырех лет использования.

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 называемый 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.

Федеральное управление шоссейных дорог США опубликовало рекомендации о том, как государственные учреждения могут внедрять 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;
• экологический и погодный мониторинг;
• 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 интеллектуальных 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;
• сокращение 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
• увеличило 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 большие. 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 слабовидящим людям 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.

Умное уличное освещение с использованием Zigbee

С развитием экономики и урбанизации система уличного освещения стала одной из важнейших забот людей.Вот почему мы в EnGoPlanet решили сосредоточиться исключительно на этом рынке. Однако в системе уличного освещения очень важны эффективное управление и энергосберегающее управление системой освещения.

В системе, основанной на WSN, информация о пешеходах и транспортных средствах на дороге воспринимается и собирается массивом датчиков, который состоит из различных датчиков. Он также предоставляет некоторые другие услуги, такие как телеметрия, мониторинг шума, влажности, температуры и услуги, связанные с системами дорожной информации, интеллектуальными транспортными системами и интеллектуальными дорогами.Все датчики размещаются на опоре лампы, и эффективность этих датчиков на лампе зависит от зоны чувствительности, высоты опоры лампы, угла, под которым датчик удерживается, и т. Д. Второй тип датчика (датчик PIR) используется для обнаружения движение пешеходов и транспортных средств.

В документе также представлено исследование беспроводных устройств на основе ZigBee, которые позволяют более эффективно управлять системой уличных фонарей. Предлагается схема управления уличным освещением на основе Zigbee, чтобы мы могли снизить человеческий фактор при работе уличных фонарей.Отсутствие автоматизации в существующей системе приводит к большому количеству человеческих ошибок в системе уличного освещения. Информация передается по точкам с использованием передатчиков и приемников ZigBee, которые затем отправляются на контрольный терминал, используемый для проверки состояния уличных фонарей и принятия соответствующих мер в случае отказа. Система позволяет экономить энергию за счет повышения производительности и ремонтопригодности. Здесь мы создаем интеллектуальный фонарный столб, который управляется системой дистанционного управления, которая использует легкий источник питания на основе светодиодов и обеспечивает питание от возобновляемых источников энергии (солнечная панель и аккумулятор).Затем он реализуется через сеть датчиков для сбора соответствующей информации, связанной с управлением и обслуживанием системы. Данные передаются в беспроводном режиме по протоколу ZigBee.

Измерительные станции и детекторы: Измерительная станция расположена в каждом фонарном столбе и состоит из множества модулей: датчика присутствия, датчика солнечного света, датчика неисправности и аварийного выключателя. Датчик присутствия или ИК-датчик предназначен для обнаружения проезда транспортного средства или пешехода, вызывающего включение и выключение фонарей.Эта функция позволяет включать лампы при необходимости и позволяет избежать траты энергии. Датчик освещенности измеряет интенсивность внешнего освещения и обеспечивает минимальный уровень освещенности дороги, как того требуют правила. Датчик должен иметь высокую чувствительность в пределах видимого спектра. Это обеспечивает фототок, достаточно высокий для уровней яркости при слабом освещении.

Модуль контроля: Этот датчик улучшает управление неисправностями. Датчик Холла определяет, когда лампа включена.Система распознает ошибки, которые сравниваются с сохраненной информацией. Эта информация передается сетью ZigBee блоку управления станцией. На рисунке 1 показаны различные датчики. Эти устройства работают вместе и передают собранную ими информацию микроконтроллеру, который обрабатывает информацию и выбирает соответствующее действие. Блок управления: датчики передают собранную информацию контроллеру, который использует программное обеспечение, которое затем используется для управления системой. Если неисправности не обнаружено, микроконтроллер измеряет ток датчиком Холла, сохраняя значения в памяти.У всех операций есть предопределенное время для управления временем. По стоп-сигналу лампа гаснет.

Центр управления: Система передачи состоит из Устройства ZigBee, получающие данные, содержащие информацию о состоянии ламп и отправляет на терминал. В Процессорный блок состоит из терминала с последовательным UART интерфейс, который получает данные, предоставленные устройством ZigBee. Управление может быть расширено так, чтобы другие электрические системы могут отправлять данные о потреблении энергии на центральная система для регулирования потребления энергии на и для удаленное переключение и управление.

3. Беспроводная сенсорная сеть Беспроводная сенсорная сеть (WSN) — это набор небольших электронных устройств, который состоит из микроконтроллера, радиочастотного приемопередатчика и датчиков. WSN состоит из узлов 3 типов: узлов-координаторов, узлов маршрутизации и конечных узлов. Маршрутизаторы и оконечные узлы размещаются на опоре лампы, а узлы-координаторы хранятся на опоре лампы или хранятся в соседнем сообществе с центром мониторинга. Эти узлы WSN могут связываться друг с другом с помощью выделенных протоколов.WSN использует линейную топологию. Вся топология WSN разделена на множество сенсорных сетей ленточного типа из-за большого номера. уличных фонарей присутствуют возле дорог. Датчики каждого типа полосы имеют разные каналы, чтобы избежать помех. Каждый узел будет работать как маршрутизатор и повторно передавать сообщения от одного узла к узлу назначения. Каждое сообщение подтверждается. Таким образом, эти сети используются для обозначения данных из окружающей среды. WSN помогает в обмене данными в системе уличного освещения.Следует проводить периодическую проверку системы и узлов. В случае обрыва связи между узлами необходимо отправить сообщение об ошибке уполномоченному по лампе. Затем необходимо трассировать новый путь, чтобы сохранить целостность сети.

4. Беспроводная сеть ZigBee ZigBee — это технология беспроводной связи для связи между множеством устройств в WPAN (беспроводной персональной космической сети). Zigbee используется в устройствах, где требуется низкая скорость передачи данных, длительное время автономной работы и безопасная сеть. Максимальная скорость передачи данных устройств Zigbee составляет 250 Кбит / с при 2.Генератор 4 ГГц. Приблизительная потребляемая мощность 60 мВт. В устройствах Zigbee используется технология Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS), которая обеспечивает надежность передачи сигналов, избегая помех от других сигналов и, таким образом, расширяя максимальный рабочий диапазон до 100 м. Сеть Zigbee может иметь до 65336 устройств, и каждый узел может взаимодействовать с любым другим узлом, что в конечном итоге приводит к очень большой сети. Устройства Zigbee бывают двух типов: полнофункциональные устройства (FFD) и устройства с ограниченными функциями (RFD).FFD — это устройства, которые помогают в дальнейшем распространении сигналов в сети. RFD не имеют возможности направлять сигнал дальше в сети и обычно используются в качестве конечных точек сети. Типы сетей ZigBee ZigBee используется в трех режимах работы, а именно в сети со структурой звезды, сеткой и деревом кластера. В звездообразной сети на рисунке (a) есть серверная точка, то есть маршрутизатор ZigBee (FFD) и другие оконечные устройства ZigBee (RFD), работающие с использованием этого маршрутизатора. Все эти маршрутизаторы и конечные устройства, в свою очередь, контролируются сетевым координатором (FFD).Конечные устройства могут взаимодействовать только с координатором. Он подходит для двухточечной и многоточечной связи. В Mesh-сети, показанной на рисунке (b), есть сетевой координатор (FFD), который напрямую взаимодействует с очень небольшим количеством маршрутизаторов и конечных устройств. В этой сети используется «многоскачковая» маршрутизация для достижения больших расстояний. Эта сеть более сложна, но также более устойчива и устойчива к сбоям. Сеть кластерного дерева, показанная на рисунке (c), похожа на сеть Star, но имеет больше узлов которые могут взаимодействовать друг с другом; в результате больше RFD / FFD может быть скоординировано с другими FFD

Преимущества технологии ZigBee:

1) Меньшая номинальная мощность

2) Маленький размер

3) Низкая стоимость

4 ) Длительный срок службы батареи

5) Поддерживает большое количество узлов

6) Открытый стандартный протокол без лицензионных сборов

7) Доступен по номеру источника

8) Низкие затраты на обслуживание

9) Стандартная безопасность (AES 128)

5.Модель системы с использованием WSN и датчика PIR Эта модель системы состоит из центра мониторинга и WSN. Основная работа Центра мониторинга заключается в том, что он взаимодействует с сенсорными сетями с помощью проводных или беспроводных способов. Отслеживая это, можно получить параметры каждого уличного фонаря, информацию о движении пешеходов и транспортных средств. Такие действия, как обнаружение и управление, выполняются датчиками освещенности, ИК-датчиком и другими датчиками.

Давайте рассмотрим пример для лучшего понимания.Возьмите 3 фонарных столба (n, n + 1, n + 2), каждая лампа имеет отдельную зону чувствительности. В лампах можно использовать светодиодные источники света, так как они более энергоэффективны и уровень интенсивности света ламп можно регулировать. очень плавно. Лампы также могут быть легко адаптированы к различным погодным условиям. Эти уличные фонари могут быть установлены в различных моделях в соответствии с практическими требованиями.

Но мы рассмотрим только две модели, более яркие и менее яркие. 1) Если в зоне обнаружения нет пешеходов или транспортных средств, уличный свет будет менее ярким, так как PIR не сработает.2) Если в зоне обнаружения есть пешеходы или транспортные средства, то n-я лампа будет ярко светиться, так как сработает датчик PIR на лампе. Одновременно через WSN на следующий уличный фонарь отправляется сообщение, чтобы проинформировать пешеходов и приближающиеся транспортные средства.

3) Пешеходам, а также транспортным средствам потребуется некоторое время, чтобы покинуть зону действия первого уличного фонаря и войти в зону действия (n + 1) -го уличного фонаря. Таким образом, как только вторая лампа получает сообщение, она регулирует яркость соответствующим образом после задержки, скажем, x секунд.4) Такая же процедура выполняется для уличного фонаря (n + 2). Этот свет не горит по истечении времени задержки; это означает, что пешеходы или транспортные средства покинули зону обнаружения. Яркость (n + 2) -го уменьшается, так как PIR-датчик не обнаруживает ни транспортных средств, ни пешеходов в зоне обнаружения. 5) Кроме того, эти уличные фонари можно использовать для предоставления информации о текущих и будущих погодных условиях, условиях влажности, шума на дороге и содержания загрязняющих веществ в окружающей среде.

6. Реализация системы Питание обеспечивается аккумулятором, заряжаемым от солнечной панели в течение дня. Контроллер заряда управляет процессами заряда аккумулятора и подачи питания. Ток, генерируемый фотоэлектрическими панелями, обрабатывается контроллером для создания выходного тока для заряда батареи. Каждый фонарный столб размещается на расстоянии 25 метров друг от друга, так как модули имеют радиус действия 100 метров на открытом воздухе. Проведены полевые испытания функциональности. Система может передавать данные с любого выбранного фонарного столба в центр управления при передаче информации через оставшиеся фонарные столбы.Скорость передачи составляет от 99,98% до 100% в зависимости от размещения отправляющего устройства. Управление питанием и потребление Энергосбережение очень важно. Эти системы позволяют избежать утомительной и дорогой проводки и подключения к внешней электросети, что обеспечивает значительную экономию и простоту внедрения. Система рассчитана на низкое энергопотребление, что сводит к минимуму емкость аккумулятора. Наконец, когда система отключена, все устройства (беспроводной модуль и микроконтроллеры) переходят в спящий режим, что обеспечивает незначительное энергопотребление.Оценка цен и экономии: эта предлагаемая система может быть дорогостоящей, но более высокие цены на фонарные столбы компенсируются отсутствием дорогостоящей проводки и наличием электросети, а также значительно более низкими ценами на техническое обслуживание. Низкое энергопотребление, питание от возобновляемых источников энергии через солнечные панели без вредных выбросов в атмосферу и минимальное световое загрязнение. Цены можно сэкономить, используя высокоэкономичную светодиодную технологию, которая обеспечивается возобновляемой энергией, обеспечиваемой солнечными батареями.Таким образом, мы имеем разумное управление фонарными столбами. Система универсальна, расширяема и полностью настраивается в соответствии с потребностями пользователя.

7. Заключение Таким образом, используя эти две концепции датчиков Zigbee и WSN — PIR, мы можем создавать высокоэффективные системы уличного освещения с низким энергопотреблением. В описанных системах простота обслуживания и высокая скорость передачи информации от устройства к устройству. Подробнее по этой теме прес ЗДЕСЬ .

Ссылки [1] Сагар Део, Сачин Пракаш, Аша Патил, «Интеллектуальная система уличного освещения на основе Zigbee», вторая международная конференция по устройствам, схемам и системам (ICDCS) 2014 г. [2] Синьшун Чжан, Цзиюджин, Хуйминьмен, Чжисен Ван, «Предложение оптимального восприятия, основанное на интеллектуальной системе уличного освещения», Материалы ICCTA2011.[3] Мацей Мендалка, Михал Гадай, Лукаш Кулас, Кшистоф Ника, «WSN для интеллектуальной системы уличного освещения», Материалы 2-й Международной конференции по информационным технологиям, Гданьск, Польша, ICIT 2010, страницы 99-100, 28-30 июня 2010. [4] Фабио Леччезе, Збигнев Леоновнич, «Интеллектуальная беспроводная система уличного освещения», спонсируется Национальным научным центром Польши.

(PDF) Инновация в области систем уличного освещения с затратами и энергоэффективностью

Аннотация

Предпосылки / цели: В этом документе основное внимание уделяется необходимости автоматизированной системы уличного освещения и специфическому способу реализации

со встроенной системой инструменты.Поскольку автоматизация быстро развивается в отрасли, необходимо требование

, заменяющее примитивные уличные фонари на достаточно интеллектуальные. Методы / статистический анализ: предыдущие системы

были реализованы с датчиками LDR и IR, здесь присутствие движения на дорогах определяется датчиками IR

, а LDR включает уличные фонари только после вечера. Избыточное использование ИК-датчиков и энергии, задействованной в вышеупомянутой операции

, в нашем прототипе сокращено.Здесь мы используем пьезоэлектрические датчики для обнаружения движения на дорогах вместо

инфракрасных датчиков. Микроконтроллер MSP430 как мозг для управления задействованными процессами1. Результаты / выводы: Результаты

оказались очень обнадеживающими, а результаты выборки представлены в разделе результатов документа. Заключение /

Применение: Светодиоды станут жизненно важным вариантом освещения в ближайшем будущем из-за их необычно низкого энергопотребления и эффективности

стоимости.Наш прототип поможет избавиться от нынешних уличных фонарей на парах натрия с улучшенными светодиодами, состоящими из

ламп, работающих с умным управлением с использованием LDR, и пьезоэлектрического датчика детонации.

* Автор для переписки

Индийский журнал науки и технологий, Том 8 (17), DOI: 10.17485 / ijst / 2015 / v8i17 / 61261, август 2015

ISSN (Print): 0974-6846

ISSN (Online ): 0974-5645

Инновация в области систем уличного освещения

с экономией и энергоэффективностью

Акшай Балачандран, Мурали Шива, В.Партасаратхи, Сурья и Шрирам К. Васудеван *

Департамент электрики и электроники, Департамент компьютерных наук и инженерии, Школа Амриты

Инженерное дело, Амрита Вишва Видьяпитам (университет), Коимбатур — 641112, Тамил Наду, Индия;

[email protected]

1. Введение

Энергосбережение и сокращение рабочей силы

(рабочая сила) в настоящее время является горячей дискуссионной темой в исследовании

науки и технологий.Они являются жизненно важным фактором в настоящее время —

применяется в каждой технологии, импровизация каждого существующего прототипа

с точки зрения низкого энергопотребления

стала основным приоритетом. Особенно в

развивающихся странах, таких как Индия. Не для всех районов потребуется уличное освещение

с полной интенсивностью, в случае сельских районов с небольшим движением транспортных средств

. В этой статье дается решение по контролю

яркости света с учетом движения

на дорогах.

Существующие системы с ИК-датчиками для обнаружения движения —

также требуют источника питания для работы2,3. И они

устанавливаются на обочинах открытых дорог без какой-либо защиты

, которая может быть повреждена из-за любого стихийного бедствия

и других возможных аварий с физической помощью.

И мы не можем обнаружить несколько транспортных средств, проезжающих одновременно —

; следовательно, интенсивность света, которая

зависит от плотности транспортных средств, будет иметь значительные ошибки.