姓名:潘虹瑋? ? ? ? ?? 學(xué)號(hào):16020199005

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【嵌牛導(dǎo)讀】: 隨著城市路網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展，路燈數(shù)量增多武契。而提高路燈智能化管理和功能多樣性募判，已成為城市照明系統(tǒng)建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急。

【嵌牛鼻子】:與普通路燈只在燈頂發(fā)光不一樣吝羞，智慧路燈可全身發(fā)光兰伤。LED光帶能調(diào)出多種顏色，如同霓虹閃爍钧排。同時(shí)燈桿上可搭載公安敦腔、交管的監(jiān)控探頭對(duì)道路公共安全進(jìn)行視頻監(jiān)測(cè)。

【嵌牛提問】:在智能路燈中可以使用哪些無線控制方案呢?

【嵌牛正文】:

隨著城市路網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展恨溜，路燈數(shù)量增多符衔。而提高路燈智能化管理和功能多樣性，已成為城市照明系統(tǒng)建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急糟袁。在智能路燈中可以使用哪些無線控制方案呢?

近年國家政策一直力推智慧城市判族，而智慧路燈照明作為智慧城市建設(shè)中最基礎(chǔ)的公共設(shè)施之一，自然備受關(guān)注项戴。而根據(jù)《“十三五”城市綠色照明規(guī)劃綱要》目標(biāo)來看形帮，中國將以46%的增速新建1200萬盞LED燈，并改造50%的已有路燈周叮，總規(guī)模達(dá)到290億元辩撑。龐大的市場(chǎng)自然吸引到了不少企業(yè)的目光。

前段時(shí)間雄安新區(qū)和武漢市首批智慧路燈亮相著實(shí)吸引力不少眼球仿耽，除了造型有特點(diǎn)合冀，在功能上還增添了視頻、電子顯示屏项贺、環(huán)境監(jiān)控君躺、5G、充電樁等多項(xiàng)功能开缎。

與普通路燈只在燈頂發(fā)光不一樣棕叫，智慧路燈可全身發(fā)光。LED光帶能調(diào)出多種顏色啥箭，如同霓虹閃爍谍珊。在節(jié)日或特殊時(shí)點(diǎn)，燈光可以“起舞”急侥，變成五顏六色砌滞，還可隨著交通流量的密度變化變色，起到示警作用坏怪。

工程負(fù)責(zé)人說贝润，LED燈光柔，炫光少铝宵，光效高打掘，每盞路燈上有單燈控制器，可搜集技術(shù)參數(shù)信息鹏秋，與人流量尊蚁、車流量聯(lián)動(dòng)調(diào)整功率，達(dá)到更好的節(jié)能效果侣夷。

同時(shí)燈桿上可搭載公安横朋、交管的監(jiān)控探頭對(duì)道路公共安全進(jìn)行視頻監(jiān)測(cè)。燈桿背側(cè)的超大LED顯示屏能滾屏播出天氣預(yù)報(bào)等公共信息百拓，也能監(jiān)測(cè)當(dāng)前的PM2.5數(shù)值進(jìn)行屏顯琴锭。要道路口的部分燈桿基座上設(shè)置觸控屏，路人可以通過上面的觸控屏直接查詢地理衙传、景點(diǎn)旅游决帖、商業(yè)購物等信息，政府發(fā)布的新聞蓖捶、示警地回、公益廣告等也可以通過觸控屏顯示出來。

有些燈桿還集成廣播功能俊鱼。在游人較多時(shí)刻像，路燈作用能發(fā)揮得更加明顯。

一邊監(jiān)控道路車流亭引、行人安全绎速、城市管理，一邊提示天氣焙蚓、人流纹冤、違章等信息，還可以播放廣播營造城市氛圍购公、制止違章行為萌京。人流多時(shí)，顯示屏?xí)M(jìn)行預(yù)警提示宏浩，路燈亮度也會(huì)相應(yīng)增強(qiáng)知残。

單個(gè)路燈控制解決方案有很多種實(shí)現(xiàn)方法,目前主要根據(jù)是否需要額外的通信布線,可以劃分為有線方案和無線方案兩種。有線目前主流的是電力線載波通信技術(shù)比庄，無線主要由LoRa求妹、ZigBee等技術(shù)為主乏盐。

一、電力載波

1制恍、配電變壓器對(duì)電力載波信號(hào)有阻隔作用父能，所以電力載波信號(hào)只能在一個(gè)配電變壓器區(qū)域范圍內(nèi)傳送;

2、 三相電力線間有很大信號(hào)損失(10 dB? -30dB)净神。通訊距離很近時(shí)何吝，電力載波芯片不同相間可能會(huì)收到信號(hào)。一般電力載波信號(hào)只能在單相電力線上傳輸;

3鹃唯、不同信號(hào)藕合方式對(duì)電力載波信號(hào)損失不同爱榕，藕合方式有線-地藕合和線-中線藕合。線-地藕合方式與線-中線藕合方式相比坡慌，電力載波信號(hào)少損失十幾dB黔酥，但線-地藕合方式不是所有地區(qū)電力系統(tǒng)都適用;

4、電力線存在本身固有的脈沖干擾八匠。目前使用的交流電有50HZ和60HZ絮爷，其周期為20ms和16.7ms，在每一交流周期中梨树，出現(xiàn)兩次峰值坑夯，兩次峰值會(huì)帶來兩次脈沖干擾，即電力線上有固定的100HZ或120HZ脈沖干擾抡四，干擾時(shí)間約2ms柜蜈，因此干擾必須加以處理;

5、電力線對(duì)載波信號(hào)造成高削減指巡。當(dāng)電力線上負(fù)荷很重時(shí)淑履，線路阻抗可達(dá)1歐姆以下，造成對(duì)載波信號(hào)的高削減藻雪。實(shí)際應(yīng)用中秘噪，當(dāng)電力線空載時(shí)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)載波信號(hào)可傳輸?shù)綆坠锩阋５?dāng)電力線上負(fù)荷很重時(shí)指煎，只能傳輸幾十米。

二便斥、LoRa短頻通信

LoRa能夠以較低功耗遠(yuǎn)距離通信至壤，可以使用電池供電或者其他能量收集的方式供電;較低的數(shù)據(jù)速率也延長了電池壽命和增加了網(wǎng)絡(luò)的容量。LoRa信號(hào)對(duì)障礙物的繞射能力也很強(qiáng)枢纠，十分適合于低成本大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)部署像街。

圖 6 致遠(yuǎn)電子LoRa透傳模塊

三、NB-IoT窄帶通信技術(shù)

隨著NB-IoT技術(shù)的出現(xiàn)，業(yè)內(nèi)對(duì)于NB-IoT將成為物聯(lián)網(wǎng)主流無線控制技術(shù)的呼聲越來越高镰绎。除了低功耗脓斩、低成本和高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)之外，NB-IoT最大的特點(diǎn)是只要信號(hào)能夠覆蓋到的地方跟狱，無需網(wǎng)關(guān)即可快速布網(wǎng)俭厚。

而且一個(gè)基站預(yù)計(jì)可帶20多萬個(gè)終端户魏，這意味著管理每一盞路燈都變得輕松簡單驶臊，目前國內(nèi)已經(jīng)有不少智能路燈項(xiàng)目使用了NB-IoT技術(shù)。

圖 7 致遠(yuǎn)電子NB-IOT物聯(lián)網(wǎng)模塊

四叼丑、ZigBee通信技術(shù)

ZigBee技術(shù)由于誕生于應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜的工業(yè)場(chǎng)所关翎，也因此具有極高的安全性、可靠性鸠信、低功耗纵寝、自組網(wǎng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于環(huán)境復(fù)雜多變的智能照明路燈來說星立，自然更加可靠爽茴。

圖 8 致遠(yuǎn)電子ZM32高性能ZigBee模塊

ZM32是一款基于Silicon Labs EFR32MG1系列芯片設(shè)計(jì)的高性能ZigBee透傳模塊，具有五大特點(diǎn)：

ü極致硬件性能绰垂，通信距離最大化：

單芯片即可達(dá)到19dBm的發(fā)射功率室奏，配合-99dBm的接收靈敏度，可提供超過3.3km的視距通信距離劲装，在穿墻能力和鄰道抑制性能上也有顯著提升

ü強(qiáng)大的Mesh組網(wǎng)能力：

強(qiáng)大的組網(wǎng)能力胧沫，可一鍵自動(dòng)組建Mesh網(wǎng)絡(luò)，支持最高200個(gè)節(jié)點(diǎn)的非輪詢Mesh組網(wǎng)100臺(tái)設(shè)備自組網(wǎng)時(shí)間不超過100秒

ü多種通信方式動(dòng)態(tài)可切換：

支持三種通信方式：短地址通信占业、可修改的MAC地址通信以及指定數(shù)據(jù)幀內(nèi)的某一部分作為地址通信绒怨，三種通信方式可通過AT指令動(dòng)態(tài)切換

ü數(shù)據(jù)加密，保障傳輸安全：

支持AES128通信加密和新設(shè)備登錄加密谦疾，采用非法設(shè)備從空中抓包也無法獲取數(shù)據(jù)南蹂，保障數(shù)據(jù)傳輸安全

ü豐富的AT指令集：

內(nèi)置豐富AT指令，支持動(dòng)態(tài)修改通信方式念恍、修改MAC地址六剥、讀取信號(hào)強(qiáng)度、讀取子節(jié)點(diǎn)狀態(tài)等常用AT指令樊诺，使用更簡單仗考。