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道路照明行业灯控器通讯技术浅析三

来源:照明灯具 时间:2023/2/22

A.管理单元与灯控单元的容错特性:

n自运行:应用本地策略,满足网络异常、断电、无网和控制中心系统失效等异常状态下的智能控制(系统可按预先设置的开关时间或调光计划,自动开关灯和调光),确保照明线路的运行;

n系统独立性:继电器常闭触点,保证在单灯自身故障的情况下不会影响正常亮灯,不会导致光源、电器的损坏。

B.系统抗干扰性:

n浪涌抗扰度

n电快速瞬变脉冲群抗扰度

n静电放电抗扰度

C.对调光驱动电源的支持

n智能策略:可按配置参数进行自主控制功能,可接受系统控制平台开关灯策略管理,支持PWM和0-10V输出,按需(0~%)进行调光和开关,支持预置开关和调光策略;

D~F特性均为电气单元功能,目前主流厂商均有相关认证并满足要求。

D.对断路/线缆防盗的告警和定位:

HPLC独有的特性,对于实际生产有特殊价值。HPLC通过实时检测线缆回路中是否有传输电流来判断电缆系统的完整性。

1)实施成本对比

n设备安装:这几种通讯技术,均不需要原有电力线路额外改造。但为满足分层管理需求,均需要添加集中控制单元。节点控制单元方面,NB-IoT和Cat.1需要额外支付流量费用,使得节点越多,成本越高。另配置回路控制器,整体系统成本优势存有拐点。以目前市场上现有设备价格计算,个节点会是个成本拐点,小于,NB-IoT和Cat.1成本占优;高于,HPLC占优。

n运营维护:无线方式虽然安装简单,但对云端管理平台有一定挑战。节点数量越多,城域越大,系统并发承载能力要求越高,相应系统支撑硬件支出越高,会相对高于HPLC。

2)发展趋势对比

LoRa:LoRa是LPWAN的国外技术代表,但是对于国内4G/5G基站覆盖如此广泛,设备厂商更倾向于复用已有基础设施而放弃自建。随着国内基站越建越多,LoRa在国内的应用场景会越来越少,在路灯照明行业基本淡出舞台。

ZigBee:技术发展更倾向于小区域内的物联网设备互联。尤其ZigBee.0发布后对IPV6的支持使得ZigBee更倾向于家居物联网市场发展。在广域的路灯照明行业并没有发展出更为贴合实际的技术方案。如果强行上,有小马拉大车的可能。因此,在路灯照明行业也处于被淘汰的位置。

NB-IoT和Cat.1:5G技术仍在不断发展,物联网通讯技术中的主力就是这两种技术了。他们可以应用在很多场景作为信号控制单元。在路灯照明行业,如智慧路灯,智慧电力均有其特定的应用场景,因此这两种技术,尤其Cat.1在路灯控制行业会有相当好的应用前景。

HPLC:国家电网针对远程抄表类业务开发出的通信技术,是国网构建智慧电力的标准。路灯照明行业的应用,仅仅是智慧电力中一种复用应用。在新兴的储能领域,光伏电站等行业都会有大量应用。甚至在家居物联网行业中,HPLC+Wifi+5G也有可能组合出适合于国情的家居网关产品。得益于国家的大力推广,前景十分广阔。

)其他要素对比

n安全:道路照明作为公共基础设施,涉及公共安全和网络安全。

在现有的项目中,都会存在由基站到控制单元的数据传输。然而基站到终端的明文信息传输,使得这一段安全并不可控。4G基站在道路侧是每公里一个的布局,有可能会存在集中器到基站的光纤传输需求,这样会构建起一个安全封闭的信号网络。

道路照明系统是国家电力网的一个应用单元,因此与国网构建的智慧电力网有共用安全标准的可能。

n政策:国家在大力推广5G应用和HPLC,都有相关标准和建议出台。这对行业有相当重要的指导作用:一方面是规范标准,另一方面是引导市场方向。

相关标准和建议如下:

GB/T-《信息技术城市路灯接入控制系统技术要求》

GB/T-《信息技术系统间远程通信和信息交换应用于城市路灯接入的低压电力线通信协议》

《工业和信息化部办公厅关于深入推进移动物联网全面发展的通知》

4)综合评定结果

综上对比,我们对各技术标准在路灯行业应用效果进行评分,在加和后乘以加权系数得出结果如下:

将ZigBee、LoRa选项合并为其他,并加入可以忽略不计的隧道专用Rs接口设备,我们得到带有偏主观的市场占比预测图:仅供参考

结论

HPLC(宽带电力载波)无疑在道路照明行业未来会有较大的市场空间。

虽然HPLC出现较晚,但HPLC最典型的通信场景就是在低压用电网络中的电能量采集业务,低压配网信息采集及故障检修业务。HPLC路灯控制设备与智能电表搭配,在路灯控制行业会成为黄金搭档,并在未来无人驾驶的车路协同环境下有新作用。

基于HPLC的控制设备不仅在路灯控制行业会有广泛应用,在新型能源、分布式储能、电动汽车行业均会有应用出现。

参考文献:

[1]Zigbee技术的原理及特点卢俊文通讯世界期刊

[2]ZigBee_.0获批,物联网将进入全新时代今日电子

[]LoRa技术原理及关键参数研究唐铭轩网络安全技术与应用

[4]NB-IoT技术简述及应用前景谢岩数字通信世界

[5]UHOT公司针对Cat.1行业市场的营销策略研究游永霞硕士论文

[6]Q/GDW-《低压电力线高速载波通信互联互通技术规范》

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