1、基于LoRa的智能路燈調查報告時間：2021.03.12目錄一、智能路燈背景調查3二、智能路燈開展背景3三、智能路燈系統43.1 智能路燈系統的組成43.2 智能路燈治理系統的工作原理5四、智能路燈與普通路燈的比照64.1 一次投資比照64.2 十年內運行本錢比照7五、智能路燈的優缺點8六、智能化路燈市場分析96.1. 智能化路燈的市場潛力96.2. 能路燈開展存在的問題106.3. 智能路燈未來開展方向106.4. 智能路燈生產工程投資116.4.1. 設備投資116.4.2. 生產廠房投資12七、總結12注：局部數據來源于網絡,僅供參考使用.如有侵權,請聯系刪除.一、智能路燈背景調查隨著城

2、市的進一步開展,照明系統日益完善,路燈的數量越來越多,公共照明用電已占全國發電總量的10犯上,而且比例還在進一步增加,是一個巨大的消耗,全社會急需一款低本錢、高性能的智能化路燈.目前在國內,全國已有諸多城市引入智慧照明工程,智能化路燈桿成為智慧城市的數據采集節點和應用實現載體.浙江省已經建成首個基于標準化NB-IoT窄帶物聯網技術的智慧照明工程.杭州智慧照明工程是通過在城市的路燈桿上安裝NB-Io窄帶物聯網通信模組,利用中國電信的NB-IoT網絡,將城市每一盞路燈都納入統一的城市路燈治理中央.2021年3月15日,華為在CeBIT2021德國漢諾威消費電子、信息及通信博覽會上發布了業界首個多級

3、智能限制照明物聯網解決方案.中興通訊提出了“BluePillar智慧路燈方案,實現了一個傳統的路燈桿,既是4G/5G基站,也是電動汽車充電樁,同時可采集氣象、交通等城市綜合信息.在國外,2021年,美國洛杉磯為7200多公里長的道路換上了智能聯網路燈,這些智能路燈可以通過響應周圍的情況來工作.英國的MiltonKeynes市MK體育場采用施萊德智能、一體化的Shuffle智能燈具,安裝在體育場人行區域、售票處周圍,外觀簡潔,功能強大.英飛凌、eluminocity和英特爾攜手將簡易的路燈改造成一個智能和平安的裝置,使得路燈具備廣泛的功能,改造后的路燈具備精確的傳感和平安數據傳輸水平,節能環保,

4、將成為智慧城市根底設施的核心.二、智能路燈開展背景隨著人工智能技術的不斷提升與成熟,智能化產品越來越豐富,也越來越貼近人們的生活.智能路燈就是其中比擬常見的一種利用無線傳輸來進行限制的路燈產品,由于其易于安裝,經濟實用,綠色環保等優點被廣泛應用與庭院照明、景觀照明、道路支干道照明等.但是由于智能路燈需要及時點亮或熄滅,降低用電量,而普通燈泡的功率較大,光照強度較低,導致無線智能照明燈配置較高,投資本錢較大,而有效照明時間又往往不能滿足客戶要求,加上無線傳輸的不穩定性,這就使得智能路燈的應用有了很大的局限性,無法大范圍的推廣應用.LED燈源的誕生,不僅給照明行業帶來了革命,也給智能照明的快速普及

5、推廣插上了翅膀.LED丁源功率低、亮度高、壽命長,很快的替代了傳統燈具,廣泛的應用于照明或觀景等領域.同樣的,無線照明系統采用LED光源后,可提升照明時間,降低投資本錢,性價比大幅提升,推廣應用更加廣泛.路燈作為城市照明中的耗電大戶,每年耗電量占總電量的10犯上,如果改用智能路燈來進行整體調控,那么可以減少很大一局部電能的消耗和電費支出.將照明路燈接入無線網絡,利用GIS進行可視化治理.啟動智能路燈應用程序后,通過一個終端可以對多盞路燈實現遠程限制,可以對路燈設置正常或節電等模式.所以,智能路燈在近些年發展速度很快.三、智能路燈系統1.1 智能路燈系統的組成智能路燈系統主要由LoRa無線傳輸模

6、塊、LED丁具、燈桿、主/副限制器等一些附件組成.1、LoRa無線傳輸模塊利用LoRa遠距離無線電進行限制信號的接受和發送,以及如何使用LoRa網關建立起以道路中央為中央節點的星型網絡拓撲結構,通過LoRa網關與中央限制器建立聯系,以到達遠程限制路燈設備的要求.2、LED燈具LED燈具包括燈殼、反光腔、LED燈源三局部.燈殼采用鋁合金壓制成型,外表進行耐紫外線處理,可有效的散熱,防塵、防水.LED燈源采用低壓電源,平安可靠,并具有發光效率高、功耗小、壽命長、亮度高、工作溫度低等優點.3、燈桿燈桿是智能路燈系統的安裝集成骨架,通常采用優質碳素鋼通過下料、折彎、焊接、打磨等工序制作而成,燈桿外外表

7、進行鍍鋅、噴塑等處理,提升燈桿的耐腐蝕性和美觀性.燈桿可根據不同要求,加工成不同尺寸,一般要求燈桿可抗10級大風.4、限制器智能路燈限制器具有光控、時控、功率限制、反接保護等功能,是智能路燈的中樞神經系統.所以選擇一款好的限制器,對智能路燈來說至關重要.通過對限制器寫入程序,可以使智能路燈進行對自我的半自動化治理,無需時時刻刻都與主限制器傳輸數據,提升了智能路燈的反映效率.5 .智能限制系統使用網頁開發技術,配合WebGIS!行可視化智能限制系統的開發.WebGIS是利用Webft術來擴展和完善地理信息系統的一項技術.利用因特網來進行客戶端和效勞器之間的信息交換,是一個分布式系統.用戶和效勞器

8、可以分布在不同的地點和不同的計算機平臺上.6 .附件附件包括電池箱、緊固件、電線等.3.2智能路燈治理系統的工作原理使用LoRa無線網絡傳輸信號,打破了傳統路燈系統容易受到道路距離過長和城市高大建筑對信號的遮擋而引起的問題.利用WebGISff發可視化治理系統,利用因特網來進行終端和中央處理器之間的信息交換,從天地圖中獲取地理信息數據,使得對照明器具的治理變的高效快捷.硬件方面采用了單片機半獨立運行的策略,使得每個照明器具都擁有一定的自我管控水平,提升了智能化水平.采用模塊拼接模式,包括網絡模塊、傳感模塊、限制模塊等.對于已經安裝好的路燈,可以直接將幾大模塊接入進行升級改造,無需更換整體燈具,

9、減少施工量,節約了本錢,方便快捷.將照明路燈接入無線網絡,利用GIS進行可視化治理.啟動智能路燈應用程序后,通過一個終端可以對多盞路燈實現遠程限制,可以對路燈設置正常或節電等模式.在節電模式下,路燈使用紅外、超聲波等傳感器識別經過的人和車輛,識別成功后自動點亮或增強亮度,在人和車輛經過后,路燈自動熄滅或減小亮度.此外,還增設狀態監測功能,配合GIS可以有效的定位損壞的路燈,并將路燈損壞的信息向治理員進行發送,有助于治理部門及時掌握情況,可以有效的增加路燈的利用率,減少能源的消耗,節省人力物力.通過網絡模塊對照明路燈進行實時限制,在一定區域設定治理員,根據實際情況如重大事件或節日等修改開關燈的時

10、間和模式.路燈使用紅外傳感器對經過的人和車輛識別,在節省能源的同時大大增加了治理部門的統一調度水平.四、智能路燈與普通路燈的比照4.1 一次投資比照以100套城市照明路燈為例,比照智能路燈與普通路燈一次投資本錢差異.要求：燈距30米,燈桿高度10米,燈源光照半徑15米,路燈平均每天工作10小時.根據以上條件,我們首先可以確定兩套系統所采用的燈具：智能路燈系統采用60w24vLED燈具,普通路燈采用250w高壓鈉燈.通過計算,我們可以做出滿足案例所要求的智能路燈單套的整體配置,由于使用模塊接入,故安裝費用忽略不計.配置表如下：配件名稱電纜燈具燈桿集成限制器蓄電池電線附件規格.-2-n-rr-16

11、mm兩心60w/24v10m24v/10a120ah/24v24mm數量30m1套1套1個1個50米1套表1:智能路燈配置表相比與智能路燈系統,普通路燈系統配置中沒有智能限制器,但卻改變了照明設備的規格.根據本案要求,可做出普通路燈系統單套的配置如下表：配件名稱燈具燈桿電線電纜安裝附件規格250WI內燈10m4mm16mm兩芯數量1套1套25m30m1套表2:普通路燈配置表注：路燈總數100套,分兩路,每路50套,普通路燈燈具功率250必單路總功率為12.5kw,加上線路損耗,單路總功率在15kw左右,單路電流為68a,16mm電纜允許最大電流為72a,所以選用16mm6纜.由于智能路燈是在傳

12、統路燈的根底上改造而來,利用傳統路燈已經完善的電力網,采用模塊接入的方式,對傳統路燈進行改造,由此可以節省大量的資金開銷.根據以上配置表,結合現場安裝,我們可以做出智能路燈系統和普通路燈系統一次投資比照：比照配置投資金額元備注智能路燈普通路燈規格單價規格單價燈具LED燈源400250w鈉燈250燈桿10m100010m1000集成限制器24v/10a150電線2,l-4mm/50m1002,cl4mm/25m50電纜一216mm/30m300一216mm/30m300變壓器30000系統總配置集中限制柜20000系統總配置電纜鋪設300預埋根底、路燈吊裝等300單套總價37002200系統總價

13、370000270000表3:智能路燈與普通路燈投資比照表從以上比照表中我們可以看出,智能路燈的一次投資要比普通路燈的大.4.2 十年內運行本錢比照路燈系統在建成投入運行后需要進行治理和維護,而且普通路燈消耗電能還需要繳納電費.所以,一個工程除了考慮它的投資本錢外,還要考慮它的運行本錢.下面,我們就對智能路燈系統和普通路燈系統在投入使用后十年內的運行本錢進行比照.比照內容十年運行本錢元智能路燈普通路燈費用發生頻率年運行費用元/年費用發生頻率年運行費用元/年燈具更換10年/次200元/10年2年/次100元/2年電費0.8元/kwh0.1*10*0.8*365=2920.8元/kwh0.25*1

14、0*0.8*365=730治理費用36000元/年單套總計562/年780/年100套路燈系統總5620001140000計表4:運行本錢比照表從運行本錢比照分析表中我們得出,該方案如果采用智能路燈,十年的總運行本錢為56.2萬元,但是如果采用普通路燈,運行本錢那么高達114萬元.所以,盡管智能路燈的一次投資本錢較高,但是他的運行本錢卻很低,從長遠利益來看,不管是經濟效益還是環境效益,智能路燈都優于普通路燈.五、智能路燈的優缺點1 .智能路燈的優點(1)應用范圍廣,只要有網絡覆蓋的地方均可安裝.(2)模塊接入,獨立安裝,線路耗能小,無需配備增壓設備.(3)無需鋪設復雜昂貴的電纜,節省安裝和檢修

15、工程量.(4)受電網停限電限制較小,在電力緊張的地區,還可減輕電網負擔.(6)采用低壓直流供電,降低了用電平安隱患.(7)可緩解能源緊張的局面,不污染環境,低碳環保,符合可持續開展要求.(8)采用LED燈源,亮度高,功率小,壽命長.2 .智能路燈的缺點(1) 一次投資本錢高從前面的分析我們不難看出,智能路燈的一次投資本錢要比普通路燈高很多,尤其是在網絡覆蓋不全面的地區,智能路燈的投資本錢更是普通路燈的好幾倍,這就導致政府部門在制定路燈工程建設方案時,習慣性的選擇傳統路燈.(2)傳輸系統利用不充分由于城市路燈系統有強制性的標準要求,不允許像景觀照明一樣可以遇到特殊情況就不工作.所以在以單純的傳統

16、路燈改造前提下,對于路燈的改造就必須考慮當地最不理想的環境條件(主要是樓房遮擋和陰雨天氣),這樣就導致無線傳輸系統的效率大大降低,有很多數據的收發變為無效傳送,造成了智能路燈的資源浪費,投資本錢過高.(3)行業監管不標準,產品質量參差不齊由于近幾年政府部門的大力支持,使智能化產業得到了高速開展,大量企業投入大量資金,想要進入智能化市場,但是由于一些核心技術問題仍然無法解決,加之缺乏行業標準和有效的行業監管,導致智能化產品質量參差不齊,智能化工程質量無法保證,行業開展混亂,產品低價競爭現象嚴重,有很多智能化產品都是偽智能化.有些智能化路燈工程在建成不到一年時間就出現局部路燈不能正常照明以及集中限

17、制器和無線傳輸設備無法正常使用的情況,使得投資方的維修成本增高,最終導致政府部門與客戶群體對智能化產品的投資意向大大降低.六、智能化路燈市場分析6.1. 智能化路燈的市場潛力智能路燈由于其綠色環保,運行本錢低等優勢,加上國家對新技術方面的政策支持,近幾年越來越受到人們的親睞,雖然在實際運行中還存在一定的問題,但是從市場來看,市場需求量逐年增加.從2021年開始,智能路燈市場規模增長迅猛,而且在未來幾年內還將保持增長趨勢.表5:智能路燈市場規模目前,全國戶外照明燈數量到達2億盞,而且每年新增戶外照明燈5000萬盞,如果智能路燈能占到新增照明燈的千分之一,每年就能給國家節省近7億度電,這些電相當于

18、給國家省出了一個10萬千瓦的發電站,同時,可節省標準煤燃燒74116噸,減少二氧化碳排放200113噸,減少二氧化硫排放638噸.而且還會新增高新技術產品產值50億元,新增利稅15億元,帶動相關產業數百億元,新增相關的就業崗位近萬個.隨著新農村建設的推進,農村道路亮化工程也是每個新農村建設的重點工程.農村道路相對較窄,對照明條件的要求較低,相對于消耗較大的普通路燈,智能路燈在農村更具有市場競爭力,而且也迎合了新農村建設的初衷,市場潛力巨大.智能路燈的應用不僅有好的社會效益、經濟價值,而且也符合可持續開展的要求.隨著社會經濟的開展和新農村建設工程的不斷實施,智能路燈未來的市場潛力巨大.6.2.

19、能路燈開展存在的問題智能路燈的推廣應用已經有10多年的時間了,這期間,全國好多地方都嘗試安裝了智能路燈或者建設了智能路燈示范工程,但是從目前的情況來看,人們對智能路燈的評價褒貶不一,人們對智能路燈的了解還存在誤區,這其中最主要的一個就是認為智能路燈壽命短,不穩定.很多路燈在建成一兩年內就出現路燈不亮的情況,造成這種情況的原因除了工程質量差,產品質量不過關等客觀因素外,在路燈的后期維護和治理方面存在的漏洞也是導致路燈不能正常照明的原因.政府部門在投資路燈的時候聽取供貨商片面的廣告宣傳,認為智能路燈建成后不用維護,所以很多智能路燈工程在投資建成后就無人問津,路燈運行一兩年后,由于集成限制器或無線傳

20、輸模塊受損等其它原因,導致路燈不能正常照明,而這些情況多發生于農村或者示范工程.智能路燈建成后沒有明確的治理部門,路燈出現問題后相互扯皮,最終造成人們對智能路燈壽命短的印象.所以,不管是什么類型的路燈,在建成后都要正確的維護和治理,才能保證它的正常運行.消除人們對智能路燈的誤解,除了從工程質量和產品質量上把關外,還要對智能路燈和智能化知識做科學、正面的宣傳和教育,使人們理解智能化產品的工作原理.6.3. 智能路燈未來開展方向1、開展市電光電互補型路燈系統智能路燈除了與傳統路燈結合,進行傳統路燈系統的改造之外,還可以與太陽能等新興路燈結合,在傳統路燈系統中加裝太陽能電池板與蓄電池等組件,對路燈供

21、電實現光電市電互補.進行光電市電互補型路燈改造,具有以下優點：(1)投資本錢低由于是對現有路燈進行改造,所以無需燈桿架裝,只需將集中限制器、無線傳輸模塊等設備加裝到現有系統中即可.而且,由于有基站補充,所以在對智能系統進行設計時可以只根據一條路段進行配置,從而降低系統投資.(2)運行本錢低智能路燈系統將大大降低傳統電能消耗.目前,傳統城市路燈多采用250w或者400w低壓鈉燈,市政公共用電電價均在0.8元/kwh以上,如果平均每天路燈開啟時間為10小時,采用智能系統供電后每年每套路燈最少節省用電費用400元,2-3年即可收回改裝投資本錢.如果將低壓鈉燈更換為LED燈源,投資回收期可縮短至1-2

22、年.(3)治理、維護本錢低智能路燈系統包含了路燈集中治理系統,可遠程監控路燈運行情況,及時發現故障路燈,并上報至治理員,降低維護本錢.2、推廣風電光電互補型路燈系統對于風資源比擬豐富的地區,還可以采用風電與光電互補為智能路燈系統提供充足的電源,彌補了由單一市電作為能源供應所帶來的資源浪費等問題.6.4. 智能路燈生產工程投資6.4.1. 設備投資1、集成限制器集成限制器生產所需的設備主要為自動化模組生產線,投資金額從幾十萬到幾百萬不等,主要看自動化程度和生產線產能.投資自動化生產線,對廠房及員工技能要求較高,投資本錢大,生產效率也高,適合自動化模組大規模生產加工.對于自己制作集成限制器的好處就在于,可以將無線傳輸模塊一起集成,節省了集成限制器的空間.如果只生產智能路燈所需的集成限制器,可選擇單機設備,主要包括層壓機、修邊機、檢測儀以及相關輔助設備,其它工序由人工完成.單機設