智能路灯监控终端硬件参数组网地图功能

智能路灯监控终端硬件参数特点

●采用高性能32位ARM处理器

●回路负载：4/8回路/5A

●通讯接口：ZIGBEE，4G，NB-IOT

●防雷等级：防浪涌6000V单相.

●传感器接入：雨雪，光照，车流量,开关量，4-20MA，0-5V等

●单网容量：0～500个节点

●通讯协议：Beemote（洪泛路由算法协议），modbus，国网电表97、07规约

●电表接入：支持国网智能电表485口的接入

●相对湿度≤95%（不冷凝情况下）

●工业级工作温度范围：－40℃～＋85℃

主要功能

1、可实现对三相电或者单相电的电流（三路）、电压（三路）、有功、无功、功率因素、温度等数据的采集；具有1～8路回路开关控制及每个回路电采集。

2、接收服务器下发的定时策略存储在本地，上报服务器所要查询的数据；可实现本地或者远程的查询与配置；同时可实现策略的查询、修改；也可进行手动实时控制命令和查询命令。

3、回路控制：具备4路或8路的回路控制输出，默认为4回路输出。

4、定时控制：具备多级的定时控制可本地及远程修改定时时间。

5、经纬度控制：具备经纬度自动控制功能。

6、异常情况蜂鸣器报警（可自行设定告警的上限值和下限值，查询到异常数据信息时及时告警）

7、LCD显示屏（可自行选择需要显示的信息），彩屏带背光

8、按键选择控制（方便用户进行配置，菜单查询，选择发送控制指令等）。

9、备用锂电池（3.6V，80Mah）。

10、设备基准电压检测（低电压检测）。

11、状态信号指示灯（显示子网控制器的实时工作状态）

12、智能功能：通过结合多种传感器（温度、雨雪、光照）的数据自动分析当地的天气状况、环境状况自动控制灯的开关、亮度。

13、（预留功能）：手机短信异常数据告警；智能手机通过WIFI访问嵌入式web，实现对灯的监控。

14、4G或NB-IOT通信中断，集中控制器能够脱网独立运行，保证前一天策略执行，不影响亮灯效果。

15、扩展功能：具备兼容多通信运营商的通信子板（如NB-IOT），与通信主板MCU留有电源、地、串口、控制口等统一接口，对不同通信模块分别和不同运营商通信时实现标准固定接口，对重点路段双网控制实现即插即用，不受单个运营商的通信稳定干扰。

16、短信及微信报警：绑定手机号的管理员或在微信公众号绑定帐号的手机，可以接收推送设备异常报警。

17、线缆防盗功能：通过判断一条回路上的参数，与安装坐标综合判断是否设备线缆整体异常被窃。

智能路灯监控终端Beemote组网介绍

Beemote组网用于硬件网络环境异常时，采用的应急组网功能，当4G/NB-IOT失去连接时，路灯节点可以通过Beemote的组网将数据汇集到主节点，如果主节点通信正常，则通过主节点的网络传输出去；如果主节点网络也同时异常，则数据暂存，待网络恢复后传输。

节点采用的是发送、接收一体微控制器(MCU)，节点框架如下：

发送

发射模块的MCU将数字信号进行处理后，经过RF收发机将数字信号扩频调制至2.4GHz，以无线电波的方式发送出去。

数字信号的来源主要有三种：串口发送数据，模拟量(温度、湿度、开关量等)通过AD模块采样后数据，MCU内部产生数据。

接收

接收模块接收到无线信号后，首先送至RF收发器解调解扩后还原成数字信号，然后送入MCU。

数字信号用途主要有两种：控制其他器件，通过串口发送至上位机处理。

网状网络适用于用户对网络需求比较高的应用场合，在网状网络中，每一个全功能设备（FFD）都将具备路由能力，本网络最多支持6层深度。在网状网络中，用户无需配置节点类型，博联无线传感器协议栈将支持自动组网，用户仅需要设置以下参数：

源地址和目标地址

路由深度/跳数

网络号（用以区分各个无线传感器网络）

重发次数（重发次数和路由深度的增加会降低最大串口传输速率，建议不要大于9600bps）

系统软件

可靠性和稳定性

软件采用B/S与C/S结合的设计，客户端在运行时具有充分良好的稳定性，比单纯B/S架构的软件更具强壮型；

同时系统能可靠稳定地运行，在无人职守的情况下或当监控指挥中心系统出现意外情况而无法正常运行时，集中管理器可根据存储于本地的开关灯策略继续执行基本的开关控制，保障照明系统的运行，稳定地执行开关灯操作。

数据存储

系统可将所有数据存储到服务器或其他存储介质上，数据保存不少于10年。同时对系统运行所产生的重要系统数据进行科学的存储和备份，当设备出现故障时，系统能快速启用备份数据确保系统正常运行。

智能路灯监控终端系统界面

ü  全部程序均图形化设计，中文界面，所有命令均由鼠标操作，美观易用，操作简单、运行舒畅。

ü  全图形显示，采用B/S结合C/S架构，可利用浏览器直接操作；

ü  采用了最新流行的HTML5技术，界面更漂亮；

ü  高显示分辨率：明快丰富的颜色及不抖动显示能显著地减轻操作人员的劳动强度，各种图形、表格、汉字、文字可任意选择颜色；

ü  多窗口技术可同时显示多个窗口的图形；

ü  所有功能的交互菜单选择可取代大部分的键盘使用，利用移动和放置软件（由鼠标和光标构成），实现窗口之间的直观作用，鼠标控制可覆盖工作站的所有屏幕而不需在屏幕之间进行切换。每台显示器可独立实时处理各种图表和多窗口信息；

ü  完整统一的图形规范，所有人机界面的操作及菜单系统风格完全统一。用户操作步骤一致；

ü  数据统计图形显示，直观易懂。

系统安全性

系统具有较高的安全控制体系，具有合理的分级权限设定，在控制输出方面采用多级密码保护机制，保证系统运行的安全性，同时也能保证设施运行安全、维修人员人身安全等。

在系统设计之初即需充分考虑系统运行的安全性，从数据层，链路层及物理层多方位设置安全策略，保障系统运行的安全性；

当数据在公网进行传输时，对数据进行128位 的TripleDES对称式加密，同时带有CRC校验；

在数据传输链路上，设计选用经过隔离或密封的通道进行数据传输；

在系统入口设置硬件防火墙及入侵检测等设施保障系统入口数据的安全；

在系统软件上设计有多级权限设置，防止未经授权的不合法操作；

对安全性要求高的情况，还可以设置数字证书或U盾进行身份确认，只有获得确认的用户才能登录系统；

对系统服务器路由器等核心设备，设计进行双机热备；一旦主机发生当机，热备机可无缝接管系统，保障系统高可用性；

在服务器及工作站安装正版杀毒软件和防火墙；

对系统数据进行容灾备份，系统按照一定的备份策略自动进行全数据、增量、差量备份，保障数据安全。

照明地理信息系统（GIS）

系统采用GIS地理信息技术可无缝接入电子地图，按照路灯照明设施的现场实际地理信息情况以及照明设施分部，建成一个实时的、可视化的地理信息服务平台，它以地理信息为基础，综合集成现有系统，将集中管理器、路灯、电缆地理位置、各回路布置、各监控点的实时动态信息等各种数据区域电子地图上，并将收集到的信息录入数据库中，建立起完善的照明基础设施的数据库系统，实现亮化照明设施的数字化管理，并将采集起来进行集中管理、分析、查询，为管理人员提供实时的可视化信息。

该系统具体实现如下：

l  地图操纵

支持放大、缩小、平移显示、标识、查看全图、放大镜、鹰眼、居中显示等功能。

l  图层分层显示和控制

支持地图分层显示灯具型号、回路布置、路灯亮化、夜景灯、变压器和配电柜的地理位置、各监控点实时信息等应用图层。

l  地理信息查询

系统提供对图形信息和属性信息的多种双向查询方式，查询内容可以包括地图显示的所有信息，主要有：

l  位置信息查询

l  设施分布查询

l  回路布置查询

l  实时运行数据查询

l  地图信息维护

有权限的用户可以在地图上对静态及动态信息进行维护。对灯具、变压器、电缆、配电柜柜等设施和回路信息进行维护。

l  实时信息的显示功能

如在屏幕上选择一个查询点，该选中查询点的实时信息便在屏幕上显示出来。

系统功能设计

能够通过集中管理器、无线通信网络、计算机控制系统、地理信息系统（GIS）等模块进行融合，实现路灯亮化照明的监控功能，系统具有高度的可靠性、实用性、可扩展性和经济性。

自动和手动遥控

在系统中可直观的看到整个区域的路灯分布情况，可以根据不同类型的路灯控制要求，把所管辖区域内的路灯和装饰灯等分成若干个组，采用一键式的操作，可大大简化管理人员平时的工作量，工作人员经过简单的上手就可以基本操控系统，采用不同控制策略：时控控制策略、天文历控制策略、光控控制策略、分组控制策略、时控和光控相结合的控制策略，遥控命令正确率大于99%；，自动遥控开/关路灯、沿街饰灯；也可以手动对各种灯型进行遥控开/关操作；在特殊情况下，可实现白天亮灯。

一个路灯亮化主体，其路灯照明往往由多种灯具组成，如：光带、水雾灯、射灯、草坪灯、洗墙灯等等。在前端路灯配电箱中，依据不同的走线，这些不同的路灯分属不同的线路和电气设备；系统便可通过控制不同接触器来实现对不同回路的控制，以至实现开启不同对象、不同数量的路灯，达到不同的亮灯效果。

在系统中，可设定诸如工作日、周末、普通节假日、重大节假日等多种亮灯级别，系统依据不同亮灯级别，通过开启不同开关，实现对不同亮灯模式的控制。

自动巡测、手动巡测和选测

集中管理器能按设定的时间周期（可以根据开/关灯前后任意选取不同的周期）自动进行定时巡测，操作者也可随时手动巡测和选测各监测点的运行状态，并把监测结果上传并存储于监控中心，可测试的内容包含：各监控终端的电压、电流、亮灯率、功率因素、有功功率、无功功率、开关输出状态、各种开关量输入状态等信息，并且提供历史数据以供查询，让管理人员了解路灯亮化的运行情况，随时调整亮灯时间、亮灯策略，合理的减少能耗使用以及运维开支，最终实现开发区亮丽的第二道风景线又从管理模式上减少了费用支出。

电能统计

积极推动开发区路灯亮化建设，加强路灯亮化设施的维护管理，确保路灯亮化效果，打造“生活品质之城”，进一步提升路灯亮化工作和管理水平，系统可针对不同的对象，采集、统计详尽的系统数据，在电能统计方面，可分别对每个路灯亮化对象进行按照日、月、季度、年的电能使用情况统计。

系统可以对各集中管理器任意时间的数据按照年、月、日进行查询、统计，并存盘保留；

系统可以定时将各集中管理器的电压、电流、亮灯率、电能耗等运行情况进行查询、统计，并存盘保留；系统可以对任意一天的实际开关灯时间等记录进行查询、统计，并存盘保留；系统可以对历史故障、登陆信息进行查询和打印；系统能够根据各单灯控制器监控点统计亮灯率、全部监控范围某时刻总亮灯率和全夜平均亮灯率；系统能够产生故障处理及时率、设施完好率、清保洁率报表；系统具有灵活定义自定义报表的能力，满足统计报表变化、新增的要求。

权限设置

系统具有合理的用户分级权限设定，可在同一服务器上，对不同的用户划分不同权限角色，角色所具有的权限可动态修改分配，包括用户的浏览、添加、删除、修改等操作权限。

报警推送通知

系统具备报警功能，可以通过设置声音在监控中心提供明显的报警声音和界面报警闪烁；

管理员在平台绑定手机号，在异常时能够接收到短信消息提醒；

管理员关注平台的微信公众号，可以查看数据报表、亮灯率、故障率、在线率等参数，并可接收灯具异常报警提醒。

智能诊断

系统提供对指定终端的“用户状态”、“GPRS/短信订购状态”、“开关机状态”等进行实时检测，方便故障定位。

告警管理

系统提供告警管理服务，将用户从监控室解放出来，只需要根据不同的需求设置不同的告警规则，就可以在第一时间内知晓故障信息并采取措施解决故障。

资费管理

系统提供“订购套餐查询”、“订购新套餐”、“套餐变更”和“套餐退订”操作，自由选择所需套餐。

API接口

系统提供丰富API接口，为用户提供模型化数据信息，支持特殊场景用用需求的定制化开发服务。

统计分析

系统提供统计分析服务，多维度、多角度分析物联网终端运行状态，包括“当月流量统计”、“当前卡状态统计”、“机卡分离统计”等多种统计方式。

安全性

采用窄带物联网的NB-IOT的通信技术，避免了IP地址在业务服务器上的安全隐患，使用云平台中心的高等级认证技术，在认证上采取了多重认证加密，业务服务器与平台服务器对接即可实现数据的控制、处理。

l  操作安全性：现场使用操作人员采用授权码的机制，超过授权时间自动失效，记录操作人员和操作记录；

l  芯片安全性：硬件增加专用AES 128bits加密芯片，所有空中交互数据进行快速加密，具备更好的安全性、效率、灵活性，适用于无线传感网络，是目前最安全的加密算法。加密流程如下：

发送方和接收方，为路灯控制器和云服务器，在上行、下行过程中切换各自的角色，明文P（路灯控制指令）经过AES加密函数成文密文，在网络传输时由密文传输，空中截获时由于缺少密钥K，故无法解密。

自主性

充分考虑管理人员的使用痛点、期望功能，充分考虑使用者的感受，快速响应管理人员的需求。

l  巡检APP功能：

支持安卓/IOS的APP查看异常报警、能耗统计等，通过不同等级权限管理路灯的照明策略，可以快捷查看灯的状态和修改亮度。

可维护性

硬件：

l  尺寸重量：集中控制器尺寸和重量大大降低；

l  内部结构：精简连接线束，减少了不可靠的问题点，如连接点、线束，使用PCB线路连接方式更稳定可靠；

l  接线操作：只需要连接外部回路，无需其他操作

l  运行速度：由原先的8位MCU方案，升级为32位的ARM方案，处理速度更快，集成化程度更高，支持多任务处理，为市面主流控制芯片。

平台：

管理后台分业务端和数据端，业务端可保留C/S架构的访问方式，数据端除了本地物理隔离双重备份外，同时接口支持在天翼云的存储，实现“三备份”，在发生重大异常时，保证数据库正常回退使用，降低系统风险。

应急救灾：

在接入端光缆出现故障时，通过4G光纤收发器切换，在光缆遭到破坏时可以临时开通点到点专线，使得用户网络业务在2~3h内得以恢复正常使用状态，保证路灯系统的正常使用。

对比参照

从功能、性能、参数等方面对原有方案和现有方案对比如下：

项目

原有方案

升级方案

备注

硬件

尺寸

400mm*274mm*126mm（±5%）

300mm*200mm*120mm

（±5%）

尺寸小、便于固定、控制柜走线更合理

芯片

8位单片机

32位ARM

36MHz主频，处理速度更快

额定功耗

5W

3.7W

功耗更低，自身发热量低

无线频段

2.4G GPRS

2.4G 4G/NB-IOT

2G信号城市环境越来越差，采用4G主流通信制式，动态选择4G/3G/2G通信，并可接入NB-IOT

回路开关

8路

4路、8路

针对现场施工环境回路选择更灵活

重量

3kg

1.6kg

携带、运输、安装更轻便

设定方式

设计复杂、难于理解

回路清晰、操作简便

 

固件升级

不支持

远程升级

设备发生异常可远程升级固件，可回读运行log，便于查找问题

响应速度

2G延时高

4G速度快

在2G无法工作的恶劣情况下，4G方案可以自动调整4G/3G/2G，选择最优通道工作

通信扩展

不支持

支持4G、NB-IOT切换

灵活的通信板卡槽，可以根据要求

现场调试

只能依靠后台查看

具备显示屏，可以操作按键查看功能参数

 

软件

软件平台

不支持定制

可定制开发、响应迅速

前端设计灵活支持，可根据现场使用需求完善操作使用功能

线缆防盗

不支持

支持

后台算法综合采集每个回路的运行参数和三相采集参数，判断线缆是否被盗

数据接口

不支持

支持

开放第三方调用的API参数，对设备的信息、状态支持查询，可对设备进行控制下发

微信推送

不支持

支持

新增HTML5加载到微信公众号，数据发生异常时同步到公众号推送给管理员，另可查看节能报表和数据统计

人员权限

不支持

支持

分多级权限，对超级管理员、管理员、客户的查看、控制、报警设置不同的参与权限

安装授权

不支持

支持

设备初始唯一编号，指定位置安装指定设备，严禁换位置安装

位置监控

不支持

支持

LBS监控设备安装位置，有明显断电、位置移动报警且失效，待确认后激活使用，降低施工不规范带来的影响

加密性

一般加密方式

硬件上防解密、通信服务器加密、软件登录及校验多重加密

多重加密方式，在本地和服务器云采用

后台冗余

双机热备

容灾备份、三重备份

新增CS+BS架构，数据存储实现“三备份”