LONWORKS®控制网络技术智能路灯解决方案LONWORKS Solutions for Street Lighting刘永生(美国Echelon公司北京代表处，北京市100022)Liu Yongsheng(Representative of Echelon Corp.,Beijir【摘要】基于LonWorks:技术的智能路灯管理系统，可以有效实满意度。世界已经实施的超过40000盏分布各地的路灯本文详细介绍了该系统的组成情况，技术细节以及取得(以实现节能、最有效照明、高效、降低成本、保护环境美社会的需求。【关键词】LONWORKS路灯控制器电力线载波通信智能电力线收发器i.LON1O0 Panoramix平台Abstract:Today,a proven,cost-effective solution,LONWORKS device networking can achieve significant operatingcost savings while improving both the reliability and the quality of street lighting systems.A wide range of economicbenefits attributed to networking their solutions using the LONWORKS platform have been identified by usersworldwide.These benefits are currently being quantified in street lighting projects around the world.In fact,over40 000 street lights are already being monitored,controlled,measured and diagnosed by using LONWORKS powerline-based device networks with early,positive return on investment calculations,energy saving,cost saving andgood result in environment protection.Key words:LONWORKS Street Lighting Controller Power Line Communication Smart Power Line Transceiveri.LON 100 Panoramix Platform引言划决策所需的关键性数据。使用LONWORKS设备城市公共照明中的景观照明，成为现代化都市联网方案的城市路灯智能照明网络系统，是一个很中一道靓丽的风景线，而路灯照明，却是人们的日常好的方案。该方案已经应用在世界一些城市，效果非生活必要可少的公共设施。当前，全国各地无不面对常明显：首先可以大幅度节约运行成本，其次增进公电力紧张带来的各种问题，各种临时应急节电措施共照明系统的安全性，第三还给路灯管理者带来很被广泛采用：夜半隔盏关灯、调整路灯开关的时间、多意想不到的附加功能。在用电紧张的日子里关闭景观照明、号召居民在用1 LONWORKS控制网络平台技术电高峰时关闭空调、公共设施和写字楼等空调温度美国Echelon公司的LONWORKS设备联网平调高一度等等，当用电高峰过后，这些措施可能就被台问世以来，它在自动化行业中一直起着关键性的束之高阁，明年的用电高峰来临，一切又会重新开推动作用。从商业楼字到公共运输系统，从工业控制始。这样的节电措施，在缓解用电紧张的同时，却带到家庭自动化，从电力计量基础结构到奥运场馆等，来资源的浪费和对人们日常生活的负面影响。缓解基于LONWORKS平台的应用几乎随处可见。超过用电紧张的最佳和有效的办法是对用电实施智能化五千万的LONWORKS设备已安装在世界各地的家管理，减少浪费，使我们的每一度电都能物尽其用！庭、商业楼字、交通、工业控制和公用设施系统中。对于城市公共照明系统来说，采用智能化的管国际LONMARK⑧协会在很多重要市场上建立理系统是实现能源节约、减少资源浪费、满足人们生了标准，其中包括照明应用的标准指导性文件。活要求、显示现代化城市靓丽风景的科学解决方案。2公共路灯照明面临的问题对于公共照明管理部门来说，降低系统的能源将公共照明灯具更换为节能灯，可以能取得显成本的重要一点就是能经济地收集到、作出合理规著的节能效果。但是，由于没有真实的数据来说明，收稿日期：2005-09-08所以决策者可能推迟新的方案的执行甚至否决新方作者简介：刘永生，男，高级应用工程师，硕士，任职于美国埃案；另外，采用最新式节能灯投资回报难以估计，也会影响新系统的实施。基于LONWORKS技术的公共照明智能管理系统，使得上述问题全部圆满地得明服务，同时为处理突发事件和人为原因的故障响到解决。应提供可靠的保障。通常情况下，一旦某个城市或政府机构决定改基于LONWORKS技术的公共照明智能管理系进某一区域的公共照明，它们就面临安装的费用问统结构如图1、图2所示。题：第一封锁地区或道路给公众造成的不便，第二安装设施工具，第三经过培训和认证的线路工，第四用现代高发光效用支系率装有最新式节能灯的灯具来替换旧的能灯具所带来的成本。一且灯源安装好，能耗有一定减少但并不一定最优化。实际的问题是，全部更换成节能灯具后，投资回报时间并不象想象中那样短，原因在1)节能灯在第一次安装后的一定时构间发光超过它们的额定输出，发出比真正需要更亮的光，这样就消耗了更多的电能。2)节能灯在使用了额定的小时数后，会大幅增加能耗，这是那些在最佳使用小时后，还要相当长时间才烧毁的灯LONWORKS公共照明智能管理系统结构框图源造成的问题。维护人员如果不知道实际已使用的小时数就无法知道更换灯源的最佳时间。到灯烧毁时，还常常需要额外费用来更换镇流器。这是由于灯源在将要失效时，加快镇流器的循环操作，造路由成随后的镇流器失效。3)通常控制灯源的装置是装在灯具顶端的光探头。光探头被尘埃或雪花阻GPRS塞时，它们会持续在“接通位置”运行而GPRS Modem不管一天中的时刻。这意味着灯源发光时间远大于应该发光的时间，更为不利的是并非所有灯源在同一时间发光，使图2路灯系统中间管理单元连接示意图得下一次更换灯源的计划更为困难。该系统由三级部分构成：最低层，每一路灯均包基于LONWORKS技术的公共照明智能管理系含一个基于电力线载波通信技术的智能控制模块，统，第一可以监测每个灯源的使用时限和状况，它提中间层的i,LON100为主构成的路灯中间管理单元，供的信息会消除成本收益计算中固有的猜测成分，实现通过电力线载波和每一个路灯通信，同时可以使人们满怀信心地作出决策，肯定来自公共照明系通过TCP/P、有线电话或外配GPRS modem与路统的实时数据能支持投资回报，第二该网络可以监灯控制中心通信：系统管理层，在路灯控制中心，运测失效灯源并报告它们的位置，维护费用（材料、线行有基于企业级平台软件Panoramix的路灯控制系路和人工等)就能通过考虑那些附近也可能在同一统管理软件。维修要求中被替换的灯源的余下工作寿命而最小化每一部分的功能如下：第三通过跟踪每个灯源的发光小时的网络收集的数1)智能电力线载波通信路灯控制器据可用于要求预防性替换，确立公正的产品和供应智能电力线载波通信路灯控制器结构框图见图商选择准则，确认系统的电费帐单有效。这只是基于3,控制器的主要组成部分：Echelon公司的PL3120/LONWORKS技术的公共照明智能管理系统部分功PL3150智能电力线收发器，电力载波通信电路、照能。度探头电路、智能电子镇流控制器单通道调光器电3基于LONWORKS技术的公共照明智能管理系统路、电压、电流测量电路，电能测量电路，灯泡失效LONWORKS控制网络技术，在照明系统中，用检测电路，实时时钟，探测道路使用情况的探头（选于监测、控制、计量和诊断等用途，可以节约能源，配)，天气探测功能模块（选配），手工操作的开关以降低维护费用，增进系统可靠性，提供更好的公共照及电源等部分。路灯控制器的应用控制软件支持在万方数据线下载，每一个路灯控制器均支持物理地址和逻辑(9)报警功能，对水浸、线路损害和防盗自动报地址，用于和GIS系统匹配。警到Lol00和路灯管理中心，路灯管理软件进行相智能路灯控制器主要功能如下：应的处理。(1)在路灯控制器和I.LON100之间使用电力线载波进行通信，这样做的好处是，不需要额外的通信线路，数据通信信道和路灯供电共用供电信道。应用电路片(2)通过数字调光输出来控制灯具的开/关和亮调光电路度，从而可以显著延长灯具的有效寿命并推迟未来照度探头需要更换灯具的时间。灯具工作流程可以通过远程其他下载进行更新，实现各种特定的动作。(3)根据天气情况和实际光的照度，自动控制灯具的开/关和灯具的亮度，如在不好的天气时及时打开路灯，对于安装在桥下或隧道的路灯，根据实测光图3强，来自动以最佳的亮度打开路灯等，提高公众满意2)路度，在灾害天气使路灯更人性化。(4)监测功能，可以实现灯的开/关/调光程度/和可选配的支持LONWORKS:接口的LCD显示器组失效状态的监测，并测量灯源使用时间和电量消耗成路灯中间管理单元。累计，存储数据用于分析。通过在灯架上测量每个灯i.LON100互联网服务器的内置应用程序提供的能耗，检测出濒临经济寿命终点的灯源，消除濒临了一整套丰富的功能，使得它可以独立的工作而不寿命周期的灯源循环工作引起的镇流器和启动器的需要PC或者主处理器。标准的应用程序包括：时序过度损耗。这种损耗假如未检测出来，通常会造成整调度、数据记录、报警处理和发送、表计阅读、模拟个灯具的更换而不仅仅是灯源的更换。这种措施能量功能模块等。时序调度应用程序允许按照路灯管有效预防灯源对镇流器和启动器的损坏，在一定程理中心设置的时序来启动路灯，可以根日期、时间和度上延长了镇流器和启辉器的寿命。通常情况下，镇事件来调度路灯的动作。数据记录应用程序记录路流器和启辉器的成本要远比灯泡高很多。灯控制器的电流、电压、电能累积等数据活动，并可(⑤)调光补偿，可以根据灯泡的寿命周期来设置用来进行趋势分析、报告和应用分析。报警应用程序合适的流明等级。提供一个识别、通告和记录路灯报警状况的手段，灯(6)在每个控制设备以报警提供诊断信息，以特光控制器产生报警后，i.LON100收集到报警信息，定的指示报文，向技术人员报告所需的修理和需要并识别错误和报警状态，在确认报警条件成立后，将替换的零件号，从而消除灯源的误换并将每项工作报警发送到路灯管理中心，同时也可以发送email到的时间最小化。与控制中心生成工作指令的应用软指定的地址。表计阅读应用程序能够管理脉冲计数件连接，订购备用零件，管理仓储能在整个企业内降表，可以连接电表，记录电表的数据。模拟量功能模低每个修理项目的总工时。创立对备用零件较低仓块为记录的路灯数据计算和存储提供统计学的预处储水平至关重要的“闭环”系统。理，如平均值、最小和最大值以及比较值。(7)智能电力线载波通信路灯控制器与i.LONi.LON100通过SOAP/XML接口与路灯控制100之间，其通信频率可以设定和控制，使集成商不中心的基于Panoramix平台软件的路灯系统管理软必配置每个节点，这是由于两个原因：路灯控制器节件进行通信。SOAP/XML接口允许通过Web Ser-点只在告警状态下启动通信：系统的基本功能（节能vice的方式将数据集成到后台Panoramix数据库中和断电检测)是预定的。对于正常的状态更新、能耗并提供给应用程序使用。通过SOAP/XML接口访问数据以及其他数据，路灯控制器节点等待i.LON100自定义的数据显示和报警。与内置的安全特性配合的轮询。这样，电力线带宽就能保存，使系统设计不使用，应用程序允许日常的操作能够从世界上任何会对配电变压器上节点数目过度敏感。虽然轮询更地方使用Wb浏览器加以实现，这些操作可以是时多节点需要更长时间，但来自轮询通信事务的信息序调度事件、读取数据记录器、监视事件和报警应答并非要求在非常短的时间内完成，所以轮询可以在等。较低负载循环下进行，让很多带宽可用于较高优先i.LON100包含内置的网页，能够用来配置i.级的任务，例如报警状态的处理等。LON100自身的应用程序。路灯管理中心同样也能(⑧）在后半夜车稀人少时，则控制路灯保持较低够使用自己创建的网页，允许经过授权的除路灯管照度的照明，亮度设为50%。这样做主要优点就是在理中心之外的管理人员直接访问单个路灯，网页编调光的同时也大幅降低了电耗，节约用电30%，同辑可以使用任何标准的网页工具。i.LON100还配时还可以延长灯源的寿命。置用于设备不能通信时告警。22LONWORKS双绞线到三相电力线的耦合器，艺术、人文、科技的品味。监测安全重点防范区域和提供i.LON100到三相电力线的电力载波通信通道。交通要道的情况，减少危害公共安全事件的发生。实可选配的LCD显示器，通过Lon Works双绞线实在在的数据可以用在新的项目中来决策，实现资和i.LON100通信，用来为i.LON100所管理的路本、维护和能源支出的最佳组合。报警：包括接地故灯提供本地人机界面操作。障报警，灯具预失效报警，安全重点和优先服务报警3)路灯管理系统软件等，系统可以根据报警的种类，安排相应的服务人员在路灯管理控制中心，基于Panoramix企业级进行更换、维护等，避免频繁使用具有高端培训的技平台开发的路灯管理软件来管理所有的i.LON100术人员，从而隆低人工成本.改善维护人工的使用，以及所有的连接在网上的电力载波路灯。该软件同提高工作亥时集成GS(地理信息系统)软件。每个灯具上最新4典型案的状态信息，GIS软件将其连接到标准化位置坐标。结果是来自灯具的告警报文，它们的精确位置可以器数量方便地综合在优先维护和整修路线计划中，实际效Roadway率可提高30%。对全城GIS系统的图象用户接口可用Oslo于检测断电和通知用户，为特殊活动制订专门照明Bremen70.000*计划或给予对安全关键的告警，例如接地故障等。Roadways in Southeast Asia6,000LONWORKS解决方案提供的控制和管理层次European Cities6,000从控制中心扩展到个别镇流器，诸如监测灯源工作Eastern Europe1.000寿命，统计整个系统的能源使用，根据地理位置安排Korea11,000*日常维护路线。额外功能包括诸如个别灯源的计量、总计176,000断电告警、季节性调度，个别灯源遥控和系统映象*实施中等。在服务中心把镇流控制系列号和GPS地图坐标关联并输入GIS系统。基于Panoramix路灯系统管基于LONWORKS技术的公共照明智能管理系理系统软件，定期访问每个i.LON100产生的数据，统能在灯源4-6年的工作寿命期间减少能耗30%。此当管理下的任意i.LONI00产生报警时，及时对报外，通过延长灯源寿命和优化修理计划，使得维护工警信息进行处理，管理软件负责将新的或临时调度作能节约50%费用。过压保护延长灯具使用寿命程序立即下载到各个i.LON100中去，还可以对每30%,调光，结果是光源发出更少的热量，这样光源个路灯控制器进行升级等等。中的所有组件的老化速度均得到降低。当光源失败路灯管理系统所控制的所有路灯，在正常交通时关闭电子镇流器，能有效延长镇流器、起辉器使用情况下的照明和普通照明情况一样，当在一个方向寿命。恒定照度输出，实际灯具功率测量，低交通流上交通流量减少后另一方向的灯光照度就作相应调量时调光，最终的结果就是：把照度调整到正好满足整。如果有交通事故发生时，事故点的照度为100%亮需求的程度。度。对于照明时间的调度，系统管理软件根据天文时5结论钟和路灯系统的地理位置，自动计算出每天的日升/系统实施结果表明：LONWORKS设备联网方日落时间，由此制定每天的路灯的开/关时间，并下案的城市路灯智能照明网络系统，实现了按需照明载到每个i.LON100中，用于调度路灯的开/关以的公共照明最佳方式，通过调光可以实现节能30%，及亮度。维护费用可以节约50%。路灯管理软件，自动定期收集各个路灯的工作除此之外，还有很多的非经济的效果，环境保护数据，记录各个路灯的实际工作时间，据此根据灯的方面，通过调光，减少光污染；调光带来节能，节能种类，制定预防性维护/替换计划，这样可以节省电可以减少地球燃料资源的消耗；通过延长灯具的使话服务中心和巡视人员、巡视车辆的成本开支，同时用寿命，减少有毒灯具的报废，保护环境等。延长灯泡的寿命，减低更换灯泡的成本支出。同时灯泡的实际寿命数据的累积，及修理记录，还可以决定参考文献产品供应商的选择和产品确认，详细的品质数据可[1】i.LON100用户指南.Echelon公司技术手以用来评估第三方的服务，可以依据实际的数据来册.www.echelon.com进行价格谈判。通过记录工作灯泡的实际工作时间[2】PL31x0数据手册.Echelon公司技术手册耗能，跟踪实际的问题维护处理时间，平均故障修复www.echelon.com时间等统计数据，减少公众对于灯光照明情况的抱[3】Panoramix编程指南.Echelon公司技术手怨。可以根据不同的需要，设置适合环境和公众要求册.www.echelon.com的照明方式，使得在一些特殊的场合，体现出文化、万方数据