WSS无线城市照明控制物联网系统-产品方案.浩明要点

WSS无线城市照明控制物联网系统产品方案湖北浩明科技实业有限公司（中船重工合作企业） 二零一五年六月目录第一章概述1一、背景介绍1二、应用层管理中心主要参数51.监控中心主控平台配置52.主控平台技术要求5三、感知层设备技术要求61.功能及硬件配置62.感知终端功能概述6第二章 系统介绍7一、WSS照明控制系统特点71.控制方式集中化72.控制模式多样化93.灵活的控制方式104.控制命令的标准化115.控制方式安全可靠116.地图浏览功能117.工业级系统设计128.客户化需求设计13二、 系统功能介绍141.指定开关142.定时开关153.状态告警154.数据的采集、发送接收16第三章 城市照明系统操作171.监控中心主界面172.状态查询183.终端的开关操作194.系统登录205.主机服务器后台数据管理206.系统时钟217.数据打印218.操作提示21第四章 报价概算表22第一章 概述一、背景介绍物联网(Internet of Things)是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，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，而物联网的具体应用表现为：智慧城市、智慧医疗、智慧交通、智慧银行等。近年来，物联网的应用范围越来越广泛，遍及智能交通、环境保护、工业监测、城市照明等多个行业和领域，由于物联网取得的良好示范效应，各个国家在物联网、智慧城市纷纷加大投入，从下表可以看到全球主要经济体对物联网经济的战略：国家 信息化战略主要内容中国感知中国国家中长期科学技术发展规划（2006一202D 年）在重大专项，优先主题、前沿领域三个层面均明确列入传感网：2015年6月统计显示，目前我国已经有超过500个城市在进行智慧城市试点，并均出台了相应规划，计划投资规模超过万亿元。从实际效果看，智慧城市在城市交通、医疗、政务管理等领域取得了广泛成果。 美国智慧地球2008年IBM提出“更透彻的感知更全面的互联互通更深入的智能化智慧地球”；奥巴马政府高度重视，为刺激经济复苏，己将“智慧地球”上升为国家战略。日本U-Japan、i-Japan2004 年5月日本提出了U-Japan构想，传感网是四项重点战略之一；目前日本又提出i-Japan，作为日本更新版本的国家信息化战略，大力发展电子政府和电子地方自治体，推动医疗、健康和教育的电子化。韩国U-Korea2004年IT839战略：泛在传感网USN是三大基础健设之一：u-Korea意味着信息技术与信息服务的发展不仅要满足产业和经济的增长，而且在国民生活中将为生活文化带来革命性的进步。欧盟i20102005年6月欧盟公布了“i2010”计划，指出为迎技数字融合时代的来临，必须整合不同的通信网络、内容服务、终端设备，以提供一致性的管理架构来适应全球化的数字经济，发展更具市场导向、弹性及面向未来的技术。2006年9月，芬兰和欧盟委员会共同发起举办了欧洲信息社会大会，并达成共识：信息社会正在变为一个“无所不在”的信息社会。湖北浩明科技实业有限公司自成立以来，高度关注物联网相关技术的发展和应用，长期专注于数字化城市及工业测控领域的技术开发，为城市照明、道路交通照明等行业提供专业的数据采集、分析设备和运营支撑系统，为政府快速决策提供有力保障，帮助客户提升管理效率。公司推出的WSS无线城市照明控制物联网系统就是物联网应用的一个典型案例。WSS无线城市照明控制系统，利用中国移动通信运营商的网络，不但具有覆盖范围广、数据传输速度快、按流量计费等优点，且其本身可以升级为分组型数据网，可直接与Internet网互通。如下图所示：图1. WSS应用概述WSS系统在全国范围内实现了联网和漫游，具有网络能力强的特点，用户无需另外组网，在极大提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂贵的建网费用和维护费用。同时，它对用户的数量也没有限制，克服了传统的无线专网通信系统投资成本大、维护费用高的缺点、特别是路灯，分布范围广，线路复杂，而且安装周期不同，要实时管理其安全运营，对管理者提出了很高的要求，以往路灯为应对亮灯率指标（有的地区要求98%），管理者和基层员工往往付出了巨大的艰辛，然而仍然不能避免投诉的发生。利用WSS系统进行无线通信还具有双向数据传输功能，性能稳定，为道路路灯照明、楼宇照明等设备的运行进行配置数据下发，采集数据上传、设备运行状态、照明灯具和线路的运行监控提供了一个强大的支持平台。WSS利用移动运营商的网络，盲区少，信号稳定，自动漫游，并且通讯距离不受周围环境影响，可以跨市、跨省、甚至跨国传送，因此利用WSS无线系统来实现远程遥控城市照明灯光设备，采集相关的电流、电压等数据，对照明设备和线路的日常运行进行监控是一个非常可行的方案。二、应用层管理中心主要参数1. 监控中心主控平台配置序号产品名称规格要求（最低配置）1高性能服务器Intel四核2.4GHz、4G RAM、50万小时平均无故障工作时间2城市照明控制系统软件支持自定义地图定位，1000 links2. 主控平台技术要求运行平台：Windows2000/2003/2008 SERVER、windowsXP/Windows7/windows8兼容。连接监控感知终端：具有同时以并行方式连接多台GSM/GPRS/3G/LTE照明监控感知设备的能力，同时在线连能力不少于1000个感知终端。感知终端连接信息显示：能显示GSM/GPRS/3G/LTE监控设备运行信息，方便管理员维护。多用户管理:支持多用户登录操作管理。高效率通信能力：软件具有高效的通信能力，采用并行传输方式与GSM/GPRS/3G/LTE照明监控感知设备进行通信。三、感知层设备技术要求1. 功能及硬件配置感知层终端系统满足路灯照明监控、景观照明监控、桥梁照明监控等多种公共照明的监控要求，具备如下功能模块：接入层设备（GSM/GPRS/3G/LTE）通讯模块通讯电源，DC12V通讯模块天线、增益5db数据卡（GSM/GPRS/3G/LTE）中国移动、中国联通感知终端支持332路输出输入控制支持三相电压、电流参数采集支持332分组电流采集2. 感知终端功能概述回路控制输出与检测功能。高精度电子时钟功能。自动上传检测和运行数据、报警信息。模拟量采集：可以采集三相主电源的电压、电流等。具有RS232/485/CAN等多种总线功能，可以接入和控制外部物联网设备。第二章 系统介绍一、WSS照明控制系统特点WSS照明控制系统采用模块化、结构化、层次化的设计，城市照明管理系统基于物联网的概念进行设计，是严格按照软件工程规范管理要求进行开发的组件式成熟软件。应用层中心软件，通过网络层接受感知终端传送的工程照明运行数据，进行综合分析，为客户提供运营决策支持，简化一线工人操作，提升工程运营管理的效率。如下图：图2. 总体系统结构图下面对WSS城市照明控制系统的特点进行说明：1. 控制方式集中化（1）监控中心集中化采用GSM/GPRS无线通信模块系统作为传输层，可以大跨度跨越空间(只要有中国联通或者中国移动的手机信号即可)，操作人员在下图所示监控中心，利用一台中央处理服务器可以完成对所有照明灯光进行各种操作。管理员亦可以对路灯控制终端下发配置、收集数据，以便对整个照明系统运行情况进行综合掌控。图3.集中式监控中心（2）照明线路控制集中化图4.路灯照明集中控制方式从控制理论的基本原理出发，控制的单元和节点越少越好，越稳定可靠，因此WSS系统对各个照明回路进行集中单独控制，相比对单灯独立控制，有如下优点：A.回路可以统一进行开关，避免单灯开关此起彼伏，或者部分单灯不亮的情况（分布式控制信号传输故障多，设备故障率高）B线路设备更加稳定，因为集中控制电路的容错性能更好，特别在防雷设计上，比分布式控制有天然的优势（单灯电路更加容易被雷击损坏，这种情况在夏季，路灯所的维护部门反馈特别强烈）2. 控制模式多样化路灯、广场、大楼和道路、楼层可以多种模式实行控制，如自动模式、手动模式等，这样可以节省运行费用。也可以进行分组控制，对道路路灯、小区、商业大楼、广场，根据类别、照明功能进行分类组合，分组进行操作。如下图示：智能手机、笔记本广场、火车站道路照明商业、小区建筑图5.分组控制模式3. 灵活的控制方式用户可以自由选择通过手机、计算机作为中心，对各个大楼的照明设备进行开关控制，并知晓大楼照明设备的开关运行状况，使用非常简单、方便。4. 控制命令的标准化WSS控制系统内部采用标准定义的通信接口，各功能模块命令均采用统一的命令格式结构，控制接口可以对外公开，也可以根据外部设备更改外围接口指令，因此，系统具有良好的可维护性，只要对数据格式略作改动，就可以方便的和其它设备对接。5. 控制方式安全可靠针对不同环境，WSS终端控制器的每个出线回路采用业界品牌金、银触点开关，具有良好的电气隔离性能，线圈与触点抗10kV浪涌电压，机械开关寿命大于500万次，使用寿命更长，其通过的认证包括：6. 地图浏览功能用户在地图可以清楚的看到各个终端的地理位置和运行状态，因为采用了不同的颜色对终端状态进行标识，所以整体情况一目了然。图6. WSS系统地图浏览功能7. 工业级系统设计图7. WSS接入层设备电路针对接入层感知终端复杂的应用环境，WSS系统提供专门研发设计的四层系统保护机制，确保客户投资，并能在系统崩溃情况下，快速恢复被控电路的正常运行。（1）嵌入系统的软件自查，专门的安全模块对系统的异常信息进行搜寻、判断和自动维护；（2）主控芯片内部自动监测技术，监测和恢复主控软件工作；（3）主控芯片片外采用Watchdog芯片，监测和恢复主控软件系统芯片工作；（4）整个主机系统外部采用Hardware Switch技术，即使在整个系统崩溃下，用户可以不到现场处理，系统亦能够自动重启，并恢复工作。8. 客户化需求设计基于“根据客户的需求进行设计“的原则，在每一个产品方案实施前，都会与客户详细沟通方案和产品的细节，并根据客户的要求进行设计。在产品安装后，仍然极力的为客户提供设计更改服务，以最大化满足客户的需求，为客户的升级或者扩容带来便利。二、 系统功能介绍1. 指定开关 用户可以根据操作需要，直接对某一区域、甚至是某一组具体灯具光源进行开关，操作也相当简单，只需要按动一下鼠标（监控中心电脑的操作可参考后面第三章功能演示）。在手机上，也可以方便的对大楼、商业集群、广场等进行组合管理、开关、数据采集等操作，如下图示：图8. 手机控制软件界面注：因安卓手机操作系统不支持弹出界面复制，故无法在此显示操作菜单，仅显示分类组合管理。2. 定时开关用户可以自行指定开关时间，由计算机系统按照设定时间自动开启指定的回路。开关的时间可以周为单位进行循环操作，比如对商业大楼，可以周六、周日打开照明，时间为晚上8:30-11:00等。3. 状态告警连续告警检测方式，使得终端系统能对自身运行状态、回路工作状态进行检查，如发现问题，可向主机报告，主机也可通过查询方式，获得终端的运行状态、告警信息（电路开关、路灯电路异常等）。如下图示：红色表示照明回路已经打开，正常工作；蓝色表示照明回路关闭，终端运行状态、照明回路检测指标全部正常。图9. 监控中心运行状态地图4. 数据的采集、发送接收根据用户的需求，可以定义数据格式，对电流、电压、温度、湿度、噪声等数据进行采集。因为数据的类型比较丰富，格式相对复杂，所以一般是专业的技术人员进行维护管理，下图展示了对专业技术人员开放人机对话界面，可以在计算机、智能手机上进行操作：查询终端实时时间查询终端工况状态信号强度查询回路电压查询回路电流图10. 技术人员通过手机查询照明电路工作情况第三章 城市照明系统操作1. 监控中心主界面图11. 应用层监控中心主界面监控中心采用主机服务器操作台（笔记本电脑或者台式机）的操作模式，对所有终端进行管理。参照上图，1个彩色方块表示1个终端，红色表示终端控制的回路为开，蓝色表示终端控制的回路为关。2. 状态查询图12. 鼠标点击查询界面监控中心采用了比较友好的操作方式，用户只需要用鼠标划过终端图标并稍作停留（约1秒钟），系统将自动弹出该终端的运行状态和相关属性信息，包括终端编号、名称、地址、维护人、联系电话等等。3. 终端的开关操作图13. 快捷开关操作界面中心主界面操作的设计，考虑了用户的使用感受，日常操作均只需要点击一次鼠标。对终端的开关操作，见上图，在状态下方，有一栏“点击切换开/关”的提示，用鼠标点击此处，即可以方便的对终端状态进行开关和切换。4. 系统登录图14. 应用层监控中心登录界面（1）为避免用户数据被没有权限的操作员修改，导致数据紊乱，用户数据的配置被放在服务器后台系统，需要进行登录，才能进行修改。如上图登录界面。（2）管理人员可以在任意办公地点，进行远程登录。5. 主机服务器后台数据管理图15. 数据管理界面登录进入主机服务后台，用户可以对终端进行增减、状态查询、开关操作、查询照明回路电流、电压数据等。6. 系统时钟WSS照明控制系统采用目前国际上最流行的internet时钟同步，服务器时钟能始终保持与国际标准时间误差不超过1秒，避免了采用GPS时钟同步给用户带来的问题：成本高、硬件维护困难、操作使用复杂。7. 数据打印WSS后台系统提供报表生成，用户可以对照明灯光各类运维数据进行报表打印。8. 操作提示如操作员在操作中心图形界面，或者手机远程控制中，有更好的想法或者建议，请及时做好记录，向我们反馈，我们在此表示衷心的感谢！第四章 报价概算表计算类别/序号计价项目单价数量价格（元）（元）监控中心（1）DELL PowerEdge机架式服务器（4GB UDIMM, 1600 MT/s, 低压, 单列/ 500GB 7.2k RPM SATA 6Gbps）因厂商出货配置变化较快，实际订货时不低于该配置52800.00 152800.00 Dell Precision（Intel 3.3G CPU）工作站计算机50万小时无故障认证10500.00 221000.00 工作站操作系统Windows 8 专业版1500.00 23000.00 服务器操作系统Windows Server 20088000.00 18000.00 WSS城市照明控制系统（WSSV2，定制软件）30000.00 130000.00 WSS服务器无线通信终端1180.00 11180.00 手机监控终端（iPhone6/三星S6任选）6800.00 213600.00 BenQ明基EN5268投影机（含投影屏幕）7800.00 17800.00 激光打印机（Canon LBP2900）1280.00 11280.00 Huawei企业路由器4800.00 14800.00 Huawei千兆交换机3200.00 13200.00 UPS不间断电源SANTAK 3KVA32000.00 132000.00 创顶网络