【詳細】農村太陽能路燈遠程監控系統技術參數
文章出處：未知 作者：英谷太陽能人氣：發表時間：2021-08-19 14:35
為了方便對太陽能路燈進行集中管控，監控太陽能路燈運行狀態，構建具有位置查詢、狀態查詢、信息存儲、照明管理及故障上報等功能的綜合網絡系統，對路燈照明系統進行科學高效的控制和資源整合，滿足客戶不斷變化的照明需求，太陽能路燈遠程監控系統應運而生。今日，英谷光電小編將分享一下農村地區安裝太陽能路燈，遠程監控系統是如何通過遠程操作對太陽能路燈進行管控的。
首先，我們知道遠程監控系統根據通信技術的不同可以區分為三級架構和兩級架構。常用的三級架構采用Zigbee、LoRa等通信技術；二級架構采用NB-IoT等基于運營商網絡的通信技術。
什么是三級架構？下圖是三級架構的系統拓撲圖
無線模塊技術參數
a) 無線頻率：2400-2485M 2.4G ISM免費頻段。
b) 調制方式：DSSS 直序擴頻。
c) 信道模式：16信道。
d) 信道檢測：CSMA/CA。
網關技術參數
a) 工作頻段：850/900/1800/1900 MHz，GPRS multi-slot class 10/8，GPRS mobile station class B。
b) 網絡類型：移動站類型 CLASS B；多時隙類型 CLASS 10/8。
c) 傳輸速率：下行最大 85.6kbps；上行最大 42.8kbps。
d) 編碼方式：CS-1、CS-2、CS-3、CS-4。
技術要求
a) 通訊要求：無線控制器與網關之間的通信采用Zigbee通信技術，通信速率達到250kb/s，網關與上位機軟件采用GPRS方式通信。
b) 系統顯示：可讀取每盞路燈的各項實時參數，包含光伏電壓、電池組電壓、充放電電流值、LED燈電壓、LED驅動電源溫度等。
c) 數據報表
1）具有讀取每盞路燈的“當天最值”、“昨日最值”等的功能，包含充放電電流最大值、電池組電壓的最大值、電池組電壓的最小值、LED驅動電源溫度最大值、LED驅動電源溫度最小值。充電安時數最大值、放電安時數最大值。
2）支持讀取之前30天內的歷史數據最值，包含每天電池組電壓最大值、充電安時數最大值、放電安時數最大值。
3）支持查詢各項數據的歷史曲線。
d) 策略管理：可按光照度智能開關、一年四季日出日落時段采用時控與光控相結合的控制方案，由后臺自動智能控制開關燈、分時段調光（調光可設置為不使用）。
e) 地圖功能：系統內集成的GIS地圖信息，更加準確定位。結合遠程監控系統的信息化數據，可將路燈信息在地圖上定位并顯示出具體數據。
f) 故障報警：實現線路和單燈故障報警，包括短信和郵件報警。
g) 設備管理：用戶擁有多級獨立私密賬號，不同的賬戶具有不同權限，保證系統的安全。
h) 遠程開關燈功能：實現對單燈進行開關和調光，可以一鍵開啟全部指定路燈。
i) 支持系統：系統應支持筆記本電腦、手機（安卓、蘋果）遠程實時查詢（如單燈電流，電壓，功率），控制（如開關燈，調光）等操作。
j) 其他功能
1）單個網關可連接至少200個無線模塊，單個無線模塊可至少連接1套太陽能路燈系統同時工作。
2）內置離網智能亮燈算法，網絡連接中斷時仍可正常工作。
二級架構
系統拓撲圖
基于NB-IoT的二級架構系統拓撲圖如圖A.2所示，采用NB-IoT新一代通信技術，以無線通信方式接入移動蜂窩網絡，網絡由運營商建設與維護?；贜B-IoT的道路照明控制系統采用一跳網絡控制，達到對農村太陽能路燈照明單燈全面監測、智能控制、精準管理，實現按需照明、節能減排，保障道路照明的亮燈率和管理要求。
無線模塊技術參數
a) 工作頻段：NB-IoT基于HD-FDD半雙工模式進行工作，其工作頻段符合無線電管理部門的相關規定，支持的工作頻段如表A.1所示。
表A.1 NB-IoT工作頻段
b) 信道帶寬：200kHz。
c) 信號間隔：NB-IoT獨立工作模式下的信道間隔為200kHz；帶內工作模式和保護帶工作模式部署的場景，兩個相鄰的NB載波間的信道間隔為180kHz。
d) 信號質量: RSRP>-90 dBm；無線信號干擾噪聲比：SINR>-3dB。
系統性能指標
a) 數據傳輸成功率：中央管理系統應支持重傳機制。系統的數據傳輸成功率不應低于99%。
b) 在線率：單燈的在線率不應低于99%。
c) 系統實時性：中央管理系統下發單燈實時控制指令進行開關燈操作，單燈實時控制的系統響應時間應不大于5s。
d) 單燈控制器能耗
1) NB-IoT模組發送數據時的功耗電流應小于250mA；NB-IoT模組接收數據時的功耗電流應小于80mA；NB-IoT模組休眠態（PSM模式、eDRX模式）的功耗電流應小于9uA。
2) NB-IoT單燈控制器靜態功耗應小于2W；最大功耗應小于3W。
系統功能
a) 單燈控制：系統應支持中央管理系統遠程控制相應的單燈控制器，實現遠程的開關控制，調光控制，單燈/編組控制，控制策略等。
b) 狀態監控：系統應具有系統運行狀態自動監測功能，監控運行參數、能耗、故障信息、無線信號質量數據等。
c) 參數設置：系統應支持相關參數的設置，包括燈具參數、時段控制參數、地理位置參數、調光參數等。
d) 數據處理：系統應能對數據進行記錄和處理，包括亮燈率、工作時長、用電量統計、狀態記錄、數據管理等。
e) 系統管理：系統應具備在線升級、系統時鐘獲取、設備運行管理和日志管理、人員權限管理、資產管理、資產維護等功能。
首先，我們知道遠程監控系統根據通信技術的不同可以區分為三級架構和兩級架構。常用的三級架構采用Zigbee、LoRa等通信技術；二級架構采用NB-IoT等基于運營商網絡的通信技術。
什么是三級架構？下圖是三級架構的系統拓撲圖
圖 三級架構系統拓撲圖
無線模塊技術參數
a) 無線頻率：2400-2485M 2.4G ISM免費頻段。
b) 調制方式：DSSS 直序擴頻。
c) 信道模式：16信道。
d) 信道檢測：CSMA/CA。
網關技術參數
a) 工作頻段：850/900/1800/1900 MHz，GPRS multi-slot class 10/8，GPRS mobile station class B。
b) 網絡類型：移動站類型 CLASS B；多時隙類型 CLASS 10/8。
c) 傳輸速率：下行最大 85.6kbps；上行最大 42.8kbps。
d) 編碼方式：CS-1、CS-2、CS-3、CS-4。
技術要求
a) 通訊要求：無線控制器與網關之間的通信采用Zigbee通信技術，通信速率達到250kb/s，網關與上位機軟件采用GPRS方式通信。
b) 系統顯示：可讀取每盞路燈的各項實時參數，包含光伏電壓、電池組電壓、充放電電流值、LED燈電壓、LED驅動電源溫度等。
c) 數據報表
1）具有讀取每盞路燈的“當天最值”、“昨日最值”等的功能，包含充放電電流最大值、電池組電壓的最大值、電池組電壓的最小值、LED驅動電源溫度最大值、LED驅動電源溫度最小值。充電安時數最大值、放電安時數最大值。
2）支持讀取之前30天內的歷史數據最值，包含每天電池組電壓最大值、充電安時數最大值、放電安時數最大值。
3）支持查詢各項數據的歷史曲線。
d) 策略管理：可按光照度智能開關、一年四季日出日落時段采用時控與光控相結合的控制方案，由后臺自動智能控制開關燈、分時段調光（調光可設置為不使用）。
e) 地圖功能：系統內集成的GIS地圖信息，更加準確定位。結合遠程監控系統的信息化數據，可將路燈信息在地圖上定位并顯示出具體數據。
f) 故障報警：實現線路和單燈故障報警，包括短信和郵件報警。
g) 設備管理：用戶擁有多級獨立私密賬號，不同的賬戶具有不同權限，保證系統的安全。
h) 遠程開關燈功能：實現對單燈進行開關和調光，可以一鍵開啟全部指定路燈。
i) 支持系統：系統應支持筆記本電腦、手機（安卓、蘋果）遠程實時查詢（如單燈電流，電壓，功率），控制（如開關燈，調光）等操作。
j) 其他功能
1）單個網關可連接至少200個無線模塊，單個無線模塊可至少連接1套太陽能路燈系統同時工作。
2）內置離網智能亮燈算法，網絡連接中斷時仍可正常工作。
二級架構
系統拓撲圖
基于NB-IoT的二級架構系統拓撲圖如圖A.2所示，采用NB-IoT新一代通信技術，以無線通信方式接入移動蜂窩網絡，網絡由運營商建設與維護?；贜B-IoT的道路照明控制系統采用一跳網絡控制，達到對農村太陽能路燈照明單燈全面監測、智能控制、精準管理，實現按需照明、節能減排，保障道路照明的亮燈率和管理要求。
圖 二級架構系統拓撲圖
無線模塊技術參數
a) 工作頻段：NB-IoT基于HD-FDD半雙工模式進行工作，其工作頻段符合無線電管理部門的相關規定，支持的工作頻段如表A.1所示。
表A.1 NB-IoT工作頻段
|
工作 頻段 |
下行工作頻段（基站發射、UE接收） | 上行工作頻段（基站接收、UE發射） |
| FDL_low - FUL_high | FUL_low -FDL_high | |
| 1 | 2110MHz - 2170MHz | 1920MHz - 1980MHz |
| 3 | 1805MHz - 1880MHz | 1710MHz - 1785MHz |
| 5 | 869MHz - 894MHz | 824MHz - 849MHz |
| 8 | 925MHz - 960MHz | 880MHz - 915MHz |
b) 信道帶寬：200kHz。
c) 信號間隔：NB-IoT獨立工作模式下的信道間隔為200kHz；帶內工作模式和保護帶工作模式部署的場景，兩個相鄰的NB載波間的信道間隔為180kHz。
d) 信號質量: RSRP>-90 dBm；無線信號干擾噪聲比：SINR>-3dB。
系統性能指標
a) 數據傳輸成功率：中央管理系統應支持重傳機制。系統的數據傳輸成功率不應低于99%。
b) 在線率：單燈的在線率不應低于99%。
c) 系統實時性：中央管理系統下發單燈實時控制指令進行開關燈操作，單燈實時控制的系統響應時間應不大于5s。
d) 單燈控制器能耗
1) NB-IoT模組發送數據時的功耗電流應小于250mA；NB-IoT模組接收數據時的功耗電流應小于80mA；NB-IoT模組休眠態（PSM模式、eDRX模式）的功耗電流應小于9uA。
2) NB-IoT單燈控制器靜態功耗應小于2W；最大功耗應小于3W。
系統功能
a) 單燈控制：系統應支持中央管理系統遠程控制相應的單燈控制器，實現遠程的開關控制，調光控制，單燈/編組控制，控制策略等。
b) 狀態監控：系統應具有系統運行狀態自動監測功能，監控運行參數、能耗、故障信息、無線信號質量數據等。
c) 參數設置：系統應支持相關參數的設置，包括燈具參數、時段控制參數、地理位置參數、調光參數等。
d) 數據處理：系統應能對數據進行記錄和處理，包括亮燈率、工作時長、用電量統計、狀態記錄、數據管理等。
e) 系統管理：系統應具備在線升級、系統時鐘獲取、設備運行管理和日志管理、人員權限管理、資產管理、資產維護等功能。
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