基于雙模通信技術(shù)的路燈遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)——2018神燈獎(jiǎng)申報(bào)技術(shù)

項(xiàng)目名稱：  基于雙模通信技術(shù)的路燈遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

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申報(bào)單位：  廈門市智聯(lián)信通物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司

綜合介紹或申報(bào)理由：

目前市場(chǎng)主流智能路燈控制系統(tǒng)主要采用無需布線的電力線載波（PLC）或無線通信（ZIBGEE或RF433）兩種通信技術(shù)。
采用單一的電力線載波通信，尤其是目前大部分載波技術(shù)均采用一個(gè)工作頻點(diǎn)工作的單載波通信技術(shù)，在工作頻率上自適應(yīng)能力有限，容易受到各種電器設(shè)備工作時(shí)產(chǎn)生的諧波以及接入電網(wǎng)的深度阻抗衰落影響，導(dǎo)致部分終端實(shí)時(shí)體驗(yàn)度不夠理想，甚至無法操作，這點(diǎn)尤其在城中村、城鄉(xiāng)結(jié)合區(qū)域等電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的惡劣電網(wǎng)環(huán)境下表現(xiàn)的更為凸出。
采用單一的無線通信，其傳輸介質(zhì)為空間電磁波，其信號(hào)傳輸容易受到地理環(huán)境、空氣濕度、同頻干擾以及天線類型和安裝位置影響，因此在遮擋較多或無線環(huán)境較復(fù)雜的城市環(huán)境下會(huì)出現(xiàn)終端不能被可靠控制，甚至無法控制。
“雙模”顧名思義就是兩種通信模式，這里特指電力線窄帶載波與微功率無線兩種通信技術(shù)。而雙模方案就是利用這兩種通信信道特性不同而形成一種互補(bǔ)機(jī)制的通信方案，從而使通信的時(shí)效性和可靠性得以最大程度的提升。采取多鏈路同時(shí)并發(fā)，便可以更大程度去降低這種通信鏈路失效的風(fēng)險(xiǎn)，這種設(shè)計(jì)也稱之為冗余設(shè)計(jì)。通過犧牲一定的產(chǎn)品系統(tǒng)成本，提供系統(tǒng)的可靠性和后期的維護(hù)成本。

主要技術(shù)參數(shù)：

輸入 電壓范圍 86-305VAC
頻率范圍 47-63Hz
電流范圍 0-4A
待機(jī)功耗 ≤2W
電量檢測(cè)（25℃） 電壓檢測(cè)范圍 86-305VAC
電壓檢測(cè)精度 ≤2%
電流檢測(cè)范圍 0-4A
電流檢測(cè)精度 ≤2%
有功功率檢測(cè)精度 ≤4%
調(diào)光輸出 0-10V 0-10V
PWM 5V/400Hz
DALI 0.2V – 11.8V
通信 通信信號(hào) 電力載波通訊（PLC） & 無線（Wireless）雙模
調(diào)制解調(diào)方式 BPSK/QPSK/16QAM@PLC & GFSK/FSK@Wireless
工作頻率 390kHz@PLC & 433MHz@Wireless
接收靈敏度 -114dBm@9.6kbps(BER<0.1%)
環(huán)境 工作溫度 -40～+80℃（不含RTC），-25～+70℃（含RTC）
工作濕度 20～90%RH（無冷凝）
儲(chǔ)存溫度、濕度 -40～+85℃,10～90%RH
安規(guī)和電磁兼容 安全規(guī)范 UL8750,EN61347-1,CLASS 2，IP65，UL60950-1
耐壓 I/P-O/P：3.75KVAC  I/P-FG：2KVAC O/P-FG：0.5KVAC
絕緣阻抗 I/P-O/P，I/P-FG，O/P-FG：＞50MΩ At 500VDC
靜電放電 IEC/EN 61000-4-2 Contact ±4KV/Air ±8KV
脈沖群抗擾度 IEC/EN 61000-4-4 ±4KV
浪涌抗擾度 IEC/EN 61000-4-5 Power Line: line to line 4 KV
*漏電檢測(cè) 范圍 10-305VAC
精度 ±2%
閾值 默認(rèn)36V
*溫度檢測(cè) 范圍 -40-85℃
精度 ±3℃
閾值 75℃
*燈桿傾斜檢測(cè) 范圍 全向
精度 ±1度
閾值 15度
*自運(yùn)行 斷電記錄時(shí)長(zhǎng) ≤3天
精度 ≤3S/天
*自動(dòng)歸屬地理位置信息 精度 ≤10m
*燈蓋檢測(cè) 精度 ±5度
閾值 45度（視現(xiàn)場(chǎng)安裝情況而定）
其它 防護(hù)等級(jí) IP65
尺寸 140*56*40mm

   

與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品或同類技術(shù)的比較情況：

目前基于雙模的產(chǎn)品市場(chǎng)上還不多，很少看到有同類產(chǎn)品出現(xiàn)。最大的解決方案是直接將雙模中的兩種通信通過“雙核”來實(shí)現(xiàn)，這種通信還需要一個(gè)微控制器來協(xié)調(diào)處理，整體對(duì)技術(shù)要求更高，很少做的很好的。這些同類產(chǎn)品他廠家利用雙模通信僅作簡(jiǎn)單的“橋接”，而我司研發(fā)的基于雙模通信路燈控制系統(tǒng)定位于電力線載波和微功率無線兩種信道通信技術(shù)真正地融合，也就是在通信協(xié)議架構(gòu)設(shè)計(jì)上兩種媒體介質(zhì)的 MAC 媒體訪問層融合在一起，使整個(gè)通信系統(tǒng)能夠發(fā)揮雙模通信的最大效益，實(shí)現(xiàn)雙模真正意義上的“混合路由”。

經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析：

當(dāng)然產(chǎn)品采用的更高端的技術(shù)，無疑會(huì)產(chǎn)生相對(duì)較高的成本，但是在設(shè)計(jì)上，由于采用了雙模單芯片解決方案，避免了傳統(tǒng)“雙核”成本來的低；另外，對(duì)于這種新技術(shù)帶來的成本略微增加所帶來的，更明顯的是系統(tǒng)穩(wěn)定性的提升，從原來的低成本不可靠、不穩(wěn)定到中等成本高穩(wěn)定性，這是整體工程上經(jīng)濟(jì)投入上產(chǎn)生更大的價(jià)值。

技術(shù)及工藝創(chuàng)新要點(diǎn)：

本控制系統(tǒng)通信采用了將電力線通信技術(shù)和無線通信技術(shù)合二為一，電力線載波和微功率無線雙模單芯片解決方案。有線PLC采用適合中國(guó)電網(wǎng)環(huán)境的工頻過零時(shí)隙正交多載波技術(shù)（ZOFDM），具有較強(qiáng)的抗電網(wǎng)噪聲及干擾能力，并提供較高的通信速率。無線使用 433 ISM 免費(fèi)頻段，GFSK 調(diào)制，共 31 個(gè)子信道，子信道間隔 200kHz。可根據(jù)工作信道質(zhì)量進(jìn)行掃描接收、自動(dòng)切換。雙模芯片及技術(shù)可利用兩者信道天然的差異，可實(shí)現(xiàn)物理層根據(jù)各自信道質(zhì)量情況進(jìn)行自動(dòng)切換、網(wǎng)絡(luò)層可實(shí)現(xiàn)混合路由，兩者互補(bǔ)從而使得通信的時(shí)效性和可靠性得以最大程度的提升。

實(shí)際運(yùn)用案例和用戶評(píng)價(jià)意見：

成都智慧城市路燈改造項(xiàng)目，實(shí)際應(yīng)用效果相較于其他ZigBee或純載波等通信來的穩(wěn)定，遠(yuǎn)程查詢和控制開關(guān)基本達(dá)到100%成功，這是以往是比較少見的。

申報(bào)單位介紹：

智聯(lián)信通始創(chuàng)于2007年，總部設(shè)在廈門，是一家從事通訊技術(shù)、智能控制和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究與應(yīng)用的國(guó)內(nèi)創(chuàng)新高科技領(lǐng)先企業(yè)。公司具有強(qiáng)大的創(chuàng)新研發(fā)實(shí)力，城市公共管理物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)軟件、核心智能控制硬件產(chǎn)品均為自主研發(fā)、自主生產(chǎn)。是國(guó)家十三五重點(diǎn)研發(fā)課題《公共機(jī)構(gòu)高效用能系統(tǒng)及智能調(diào)控技術(shù)研發(fā)與示范》的承擔(dān)單位，是國(guó)家半導(dǎo)體照明技術(shù)評(píng)價(jià)聯(lián)盟與上海照明學(xué)會(huì)“LED智能控制（系統(tǒng)）”協(xié)議開發(fā)組組長(zhǎng)單位，是國(guó)家發(fā)改委物聯(lián)網(wǎng)重大示范工程重點(diǎn)項(xiàng)目——“城市照明物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)服務(wù)外包項(xiàng)目”唯一承擔(dān)單位，是中國(guó)工信部“兩化融合標(biāo)桿企業(yè)”，是國(guó)家創(chuàng)新基金承擔(dān)單位。
　　目前公司已累積20余項(xiàng)國(guó)內(nèi)外發(fā)明專利及30余項(xiàng)實(shí)用新型專利和軟件著作權(quán)，具備年300萬臺(tái)套傳感終端的科研生產(chǎn)能力，第四代智慧照明單燈控制系統(tǒng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率60%以上。產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)200多個(gè)城市300多個(gè)工程項(xiàng)目中獲得應(yīng)用，產(chǎn)品大量出口到法國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、埃及、沙特、土耳其等30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

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產(chǎn)品圖片：