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移动通信运营商综合物联网智慧照明系统设计方案V2

  一、项目概述
  随着运营商整体智慧化建设的推进,核心机房、办公区域、营业大厅照明的要求和数量不断增加,同时对照明管理提出更高的要求,一方面要求能降低整体能耗、杜绝浪费,另一方面提升公共场所的企业形象。
  对于运营商照明系统来说,采用物联网智慧管理系统是实现能源节约、建设资源浪费、改善工作环境、提高工作效率、显示运营商智慧化建设成果的科学解决方案。
  二、系统设计
  2.1建设目标
  本方案根据移动通信运营商的实际情况及需求,进行智能化改造升级,本次改造主要包括核心机房、运营商大楼办公区、营业厅等区域,普通灯具升级为智能LED灯具,把人工控制改为智能,并联合各种智能产品实现联动控制,实现节能、安全、便利、高效、科技的智慧型运营商。
  2.2WF-IoT融合物联网技术
  WF-IoT(Wide area Fusion Internet of Things)是中高速广域融合物联网技术的英文缩写,一种基于RFID的低功耗广域网通信技术,是一种能实现远距离、大容量、中高速、免付费、低功耗的物联网系统。其核心技术指标见下表。
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  其典型拓扑见下图
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  2.2.1WF-IoT与主流物联网技术的比较
  2.2.1.1WF-IoT与NB-IoT的比较
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  2.2.1.2WF-IoT与LPWAN(Lora)的比较
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  2.2.1.3WF-IoT与ZigBee/IEEE802.15.4的比较
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  2.2.2独创技术
  2.2.2.1物联网“新三网”融合技术
  该技术是将商用照明物联网、识别定位网和广域无线传感网等物联网“新三网”融合到一个芯片上的专利技术,是WF-IoT技术的基础支撑。
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  2.2.2.2Air Nano无源无线控制技术
  该技术将射频识别技术(RFID)、无线传感网技术(WSN)、能量转换与存储、低功耗信号处理和传输技术进行一体化集成的新型专利技术。
  无源性。不需要连接电源线,也不需要安装充电电池或干电池。
  无线性。不必进行接线操作。
  智能性。支持软件随意配置或更换控制方式。
  易调整。可随时调整位置,也可随时更改设置,改变被控制对象
  2.2.2.3Air Lamp商用物联网智能照明技术
  该技术是WF-IoT技术在照明领域应用的一种专利技术。具体是将所有支持ALL协议(即,Air Lamp Light Link)的智能LED灯、开关、场景面板、灯控网关、灯控终端等以免布线形式集成一个智能化照明系统。
  1)ALL协议。ALL协议是一种基于RFID技术的灯控信息传递协议,该协议支持包括无线组网、能耗采集、开关控制、调光控制、电源管理等控制信息的传递。
  2)核心芯片。它支持灯具之间无线组网、控制,支持单色、双色、全彩色调光控制,它适应各种LED灯具和太阳能LED灯具。
  2.3设计思路
  2.3.1系统架构
  WF-IOT物联网智能照明基础支持系统的拓扑结构主要分为感知、传输和应用等三层。具体见下图所示。
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  2.3.2系统特点
  1)无线:整个智能照明系统是基于无线射频节点,自由组合成一张集传输、控制为一体化的无线网络,即每个灯都是一个无线传输节点;
  2)免布线:整个系统无线传输,无需敷设控制线管、线缆。供配电采用原有系统;整个施工方便、简单,快捷、安全;
  3)去中心:日常控制逻辑现场本地化,不需要远程软件管理平台、不依靠于IP网络,无需布置现场层智能照明控制柜(PLC控制/DCS控制);
  4)节能:自动控制可实现多时段、多场景可调光控制、开关控制,与LED照明回路控制相比较可实现30%-40%节能;
  5)智能:无人操作的自动控制,多场景自动变化调节灯具亮度;方便灵活的本地控制,检修、维护控制;远程集中可视化控制,远程集中强制控制及显示;
  6)安全:开关控制,灯具发生故障,第一时间发送到管理平台通知维护人员及时检修更换,避免安全隐患发生确保安全。
  2.3.3系统优势
  1)施工简单、方便:无线、无源、无需布置控制线,无需考虑控制设备安装位置,施工简单、方便;
  2)成本优化:无线、无源、无需布置控制线,极大的减少了敷设管材、线缆、节省了材料成本及人力成本;
  3)节能减排:采用智能自动感应控制、经纬度时控器、人体传感等控制以及各种智能场景控制,在LED照明灯具基础上节能高达30%-40%;
  4)运维便捷:可以实时查看、查询灯具的运行状态,灯具发生故障时,报警信息立即传输到后台管理平台,同时更换设备、调试十分简单,不需要大量的编写程序即可,使用、维护简单。
  2.4智能控制方案
  本系统提供多种控制方式实现照明智能化,不同场景不同的控制方式,主要控制方式如下:
  2.4.1全自动智能控制
  办公区域采用全自动、无人干预的控制方式,实现灯具的智能化管控,实现节能、便利、安全的智能照明系统。
  主要控制方式如下;
  光感+人体感应控制
  白天光线强度比较强,达到传感器设置的范围,相关区域的灯具组合实现自动关闭或只开启基础亮度;
  晚上当环境光线强度降低到传感器设置的阈值,相关区域的灯具自动开启到基础亮度,实现“人来灯渐亮,人走灯渐暗,延时后自动关闭”,彻底消除了长明灯现象。
  视频监控联动
  采用物联网高清视频联动方式,白天有人进入摄像头监测的范围内即可自动触发预先设置的灯具分组或者场景点亮;在到达设定的延时时间后,控制灯具自动变暗或者关闭,实现照明系统的全自动化智能控制。
  在长走廊、大厅区域,不方便布设传感器时,有较好的用户体验和效果。在方便日常使用,简化照明管理的同时,也保证摄像头能够拍摄到清晰的画面,提高了公共区域的防护等级。
  智能门磁、安防联动
  主要应用于核心机房,入口安装智能无线门磁,当有人进入开门,智能灯具自动点亮,当门关闭时,智能灯具调暗或者关闭,避免抹黑寻找开关,简化操作的同时,也实现了节能。
  区域定位控制
  WF-IOT网络中的任意一盏照明灯具都可以设置为自动识别定位点,每个备识别的人员必须佩戴RFID卡,一旦佩戴RFID卡的人员进入到设置感应区域,该区域的灯就会自动点亮,人员离开后延时自动熄灭。
  同时自动识别系统可以有效的加强对工作人员的管理,自动定位、识别其工作区域、轨迹等相关信息。
  2.4.2灵活的本地控制
  人工本地控制主要采用动能开关进行控制。动能开关是照明控制的一次革命,体现了物联网时代的极简智能。动能开关无需接线、无需电池,随意粘贴、固定在适当位置即可控制智能灯具的开关、亮度调节、色温调节,主要应用办公区域、营业厅等区域。
  2.4.3一键式场景控制
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  主要应用于营业厅,实现营业厅一键式场景切换,即营业厅各种灯光效果的一键式切换。一键式解决营业厅多系统开关问题,避免寻找不同功能开关、提高工作效率。
  同时可对营业厅的能耗动态分析、环境动态分析,实时了解能耗、温湿度情况。
  2.4.4集中可视化控制
  可视化系统管理平台采用B/S模式分布性特点,专为用户定制开发,在智能终端上(如iPad)直观对任意分区、任意灯具进行精确管理和控制,可以随时随地的进行灯具的开、关、调光操作、场景模式切换。
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  2.5与传统智能照明比较
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