摘 要：城市照明的照度需求与市民的活动规律有关，在市民活动频繁的时间段和区域内，对照度的需求较高，而在市民活动稀少的时间段和区域内，对照度的需求相对较低。调光控制可以实现按需照明，节约能源。
关键词：城市照明；能源管理；深度应用
中图分类号：J914文献标识码：A
1 城市照明与能源精细化节点管理需求
1.1 城市照明的节能降耗需求
另外由于城市照明线路的供电线路电压是波动的，在市民活动相对频繁的前半夜，由于城市用电总负荷较重，城市照明线路的电压偏低，而在市民活动不频繁的后半夜，城市用电总负荷降低，照明线路的电压上升明显，灯具在高于额定电压状态下工作，将导致能耗大幅度上升和灯具加速老化的不良后果。调光控制具有恒压恒功率控制的功能，适应输入电压范围从160V至260V，可以根据需要实现50％～100％的可调功率无级变频输出，节约大量能源。
与此同时由于传统的照明技术只有不到0.6的功率因数，而基于单灯的恒压恒功率控制技术将大大改善照明系统的电源品质，将功率因数精确修正到0.97以上，能效大幅度提升。
1.2 城市照明的精细管理需求
我国城市照明大都是采用粗放型的管理模式，即使是经过最近十几年的发展有不少城市不同程度地建成了路灯无线监控系统，也只是实现了基于配电管理的远程控制和数据采集，无法对分布在城市各处的照明设施其工作状况进行数据采集和精确分析，而照明管理部门的主要工作就是能够及时发现和修复老化和损坏的灯具，保证城市照明系统的正常运行。
基于单灯控制技术的城市照明调光监控系统可以实现精细管理，能及时发现老化和损坏的灯具及其它照明设施，并提交精确的空间地理定位信息和灯具信息，明显提高管理效率，降低管理成本。
精细管理同时也具有进一步的节能效果，管理者可以在系统中设置满足需要的照明控制预案，并且可以不断地对控制预案进行优化，以达到一个既能满足动态变化的照明需求同时又具有最佳节约效果的照明控制方式。
1.3 城市照明的设施防盗需求
随着有色金属价格的日益上涨和城市照明系统的覆盖不断向城市边沿拓展，照明设施被盗的风险在不断增加，盗损日益严重，以至于有不少城市不惜花费巨资来安装各种各样的照明设施防盗系统。
2 城市照明物联网子系统的概念
2.1 城市照明与能源管理系统物联网定义
城市级别照明与能源管理物联网是一个基于互联网、传统电信网、协议控制网络等的信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。
2.2 城市照明物联网子系统的构成
2.2.1 照明私有物联网（Private IoT）： 一般面向单一机构内部提供照明管理服务。
2.2.2 照明公有物联网（Public IoT）：基于互联网（Internet）向公众或大型用户群体提供照明管理服务。
2.2.3 照明社区物联网（Community IoT）：向一个关联的“社区”或机构群体（如一个城市政府下属的各委办局：如公安局、交通局、环保局、城管局等）提供照明管理服务。
2.2.4 城市照明混合物联网（Hybrid IoT）：是上述的两种或以上的物联网的组合，但后台有统一的城市级别照明运维实体。
2.3 城市照明与能源管理物联网单节点中“物”的涵义
这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围：
2.3.1 照明终端我们指的是每一盏路灯要有数据传输通路。
2.3.2 照明终端控制设备要有一定的存储功能。
2.3.3 照明终端控制设备要有处理器。
2.3.4 照明终端控制设备需要有后台统一的操作系统。
2.3.5 照明终端控制设备要有专门的管理单节点控制应用程序。
2.3.6 城市级别照明能源管理必须遵循物联网的通信协议。
2.3.7 城市级别照明控制设备在世界网络中有可被识别的唯一编号。
2.4 城市照明与能源管理系统物联网的发展趋势
业内专家认为，城市照明物联网子系统一方面可以提高经济效益，大大节约成本，另目前，美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。
此外，普及以后，用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器，为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。按照目前对物联网的需求，在近年内就需要按亿计的传感器和电子标签，这将大大推进信息技术元件的生产，同时增加大量的就业机会。
要真正建立一个有效的城市照明物联网子系统，有两个重要因素。一是规模性，只有具备了规模，才能使物品的智能发挥作用。二是稳定性，城市照明设施通常都是在室外露天的，必须保持设备在露天的各种严酷环境状态的正常运行，甚至气候极端环境下状态下都能随时实现对话。
2.5 城市照明与能源管理系统的技术参数
2.5.1 系统容量
主控中心：1个。
监控终端：无数量限制（使用GSM模块组串列号做为设备ID，全球唯一标识，系统规模超过5000点时需要建立服务器群来保障通信效率）。
子网容量：每一个监控终端下辖一个子网，每个子网可以接入最多384个单灯信息装置，最多控制1152个调光模块。
子网防区：每个子网最多设置8个独立防区进行防盗监控。
2.5.2 性能指标
遥控误动率：≤10－110（动态加密的数字认证，CRC校验，出错率极低。）
遥控拒动率：≤10－40（偶尔因为网络丢包数据未能安全到达造成）
遥信正确率：≥99.5%
遥测合格率：≥99.5%
遥测综合误差：≤0.5%
开关控制响应时间：≤3S
系统误码率：≤10-11
GPRS无线设备无故障时间：≥5万小时
终端设备无故障时间：≥5万小时
调光输出功率范围：50～100％（低于50％功率输出转换成熄灯指令）
2.5.3 工作环境温度
监控终端的工作环境温度范围满足 －35℃～+75℃，相对湿度：<95%，中心计算机设备：0℃～+40℃。
2.5.4 模拟量采集精度
主电源交流电流/电压/有功功率/功率因数/负载电流:优于1.0%。
3 我市城市照明与能源管理物联网子系统的发展
3.1 基本介绍
城市照明与能源管理物联网子系统在物联网方面的几大优势。
第一，我市早在2005年就启动了GPRS控制设备终端的改造；第二，城市照明智能化领域，拥有量高技术水平的服务企业；第三，我市无线通信网络和宽带覆盖率高，为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持；第四，我市已经成为中院经济区核心城市，有较为雄厚的经济实力支持物联网发展。
目前，我市的城市照明与能源管理子系统已经覆盖了城市，下一步从繁华的城市到偏僻的农村，城市周边都有城市级别照明管理物联网的覆盖。无线网络是实现“物联网”必不可少的基础设施，安置在每一盏路灯、每一个箱变、维护人员随身携带的电子介质产生的数字信号可随时随地通过无处不在的无线网络传送出去接收回来。
3.2 物联网“云”计算存储概念推动着城市照明与能源管理
“云计算”技术的出现和运用，使数以亿计的各类物品的实时动态管理变得可能。
业内专家表示，掌握“物联网”的世界话语权，不仅仅体现在技术领先，更在于我国是世界上少数能实现产业化的国家之一。这使我市在信息技术领域迎头赶上甚至占领产业价值链的高端成为可能。
多种传感通信手段组成一个协同的城市照明管理系统后，可以防止网络的攻击性入侵。物联网的智能处理依靠先进的信息处理技术，如云计算、模式识别等技术，云计算可以从两个方面促进物联网和智慧地球的实现：首先，云计算是实现物联网的核心。其次，云计算促进物联网和互联网的智能融合。
3.3 产品的研发及政府的支持
我市政府将采取四大措施支持电信运营企业开展物联网技术创新与应用。这些措施支持着城市照明与能源管理系统的应用及研发：
3.3.1 突破物联网关键核心技术，实现科技创新。同时结合物联网特点，在突破关键共性技术时，研发和推广应用技术，加强照明管理行业和领域物联网技术解决方案的研发和公共服务平台建设，以应用技术为支撑突破应用创新。
3.3.2 制订城市照明与能源管理物联网子系统发展规划，全面布局。重点发展物联网相关终端和设备以及软件和信息服务。
3.3.3 推动典型物联网应用示范，带动发展。通过应用引导和技术研发的互动式发展，带动城市级别照明管理的发展。消除制约传感网规模发展的瓶颈。深度开发物联网采集来的城市照明信息资源，提升物联网的应用过程产业链的整体价值。
3.3.4 城市照明与能源管理系统需加强物联网国际国内标准，保障发展。做好顶层设计，满足产业需要，形成技术创新、标准和知识产权协调互动机制。城市照明与能源管理系统属于重点业务应用，加强关键技术的研究，建设标准验证、测试和仿真等标准服务平台，加快关键标准的制定、实施和应用。积极参与国国内标准制定。
3.4 主要任务
物理网领域在企业和政府之间属于桥梁作用，协助政府对行业进行指导、协调、咨询和服务。
通过先进研发单位间的信息沟通交流、技术产品合作、资源共享、资本运作等，推进物联网技术和产品的应用，推动中国物联网产业规模化、协同化发展。
参考文献
[1]张丽君，李明.实现楼宇群整体节能控制管理—博瑞建筑节能管理中心系统解决方案 [J].建设科技，2010（08）.