Датчик света для уличного: Датчик света для уличного освещения обеспечит удобство, экономичность

Содержание

Датчик света для уличного освещения обеспечит удобство, экономичность

Грамотно оборудованная система уличного освещения на загородном участке создает максимальный комфорт, безопасность. Однако управление светильниками может создавать определенные сложности. Несвоевременно включенные фонари причиняют неудобства. Не отключенный уличный фонарь напрасно расходует энергию. Датчик света для уличного освещения исключает все проблемы. Его установка позволяет не заботиться о включении и выключении светильника, создать на участке комфорт, не расходуя электроэнергию напрасно.

Конструкция датчиков света, механизм их работы

Пользователи и даже специалисты по-разному называют эти приборы: фотодатчики, фотореле, фотоэлементы, светоконтролирующие выключатели. Но предназначение устройства от этого не меняется. Датчик обеспечивает автоматическое включение светильника при снижении интенсивности естественного света, его отключение при повышении показателя.

В основе принципа работы прибора положена способность некоторых материалов изменять свою структуру под воздействием солнечных фотонов. Реле день ночь оснащаются фототранзисторами, фотодиодами или фоторезисторами.

Попадание на прибор солнечных лучей вызывает изменение в параметрах элемента, прекращается подача тока к фонарю, свет отключается. Снижение интенсивности воздействия фотонов при наступлении сумерек приводит к обратным изменениям в фотоэлементе, контакты соединяются, обеспечивается электропитание светильника, включается свет.

Основные критерии выбора датчиков

Производители предлагают датчики света для уличного освещения в обширном ассортименте. Для того чтобы приборы безупречно справлялись со своим предназначением в течение нескольких лет, выбирать их нужно внимательно. Нужно учитывать следующие параметры:

величина напряжения;
выходная мощность;
степень защиты;
диапазон рабочего режима.

Уличные фонари могут работать с напряжением 12 или 220В. Датчик должен соответствовать источнику света по этому параметру.

Датчики могут обслуживать один или несколько светильников. Следует при выборе устройств ориентироваться на мощность источников света. Причем желательно приобретать модели, в которых выходной показатель выше требуемого. Это позволит избежать сбоев в работе датчиков.

Все электротехнические приборы имеют определенную степень защиты. Поскольку датчик будет работать на открытом воздухе, он будет испытывать на себе весь комплекс климатических воздействий. Показатель класса защиты IP в таких устройствах должен быть не ниже 44. У приборов с высокой степенью защиты имеется герметичный, прочный корпус, не позволяющий влаге проникать к рабочим элементам.

Уличный датчик рассчитан на определенный температурный режим функционирования. Этот показатель выбирается с учетом климатических условий региона. Как и в случае с выходной мощностью, следует выбирать устройства более широкого температурного диапазона, чтобы избежать проблем в случае непредвиденных сюрпризов погоды.

Дополнительные возможности приборов

Выбирая датчик освещения, стоит обратить внимание на дополнительные возможности этих приборов. В ассортименте некоторых производителей есть модели, оснащенные регулировкой чувствительности. Пользователь может по своему усмотрению изменять этот показатель. Диапазон пределов может быть различным от 10 до 100 Лк, от 2 до 100 Лк и др.

Наличие регулировки позволяет оптимально настроить работу прибора. К примеру, в зимнее время года снежный покров отражает естественный свет. При повышенной чувствительности этот эффект будет воспринят датчиком как наступление рассвета, освещение отключится ночью.

Есть в этих приборах еще один важный параметр. Датчики отличаются длительностью времени срабатывания. Устройство с коротким периодом может создать определенные неудобства. Например, светильник может отключиться в ночное время при случайном попадании на реле света от автомобильных фар. Этого не произойдет, если датчик света для уличного освещения оснащен опцией задержки срабатывания.

Правила грамотной установки прибора

Качественная работа устройства, безупречность выполнения функций во многом зависит от правильности его размещения. При этом учитываются условия, необходимые для функционирования датчика:

прибор должен располагаться в зоне, открытой для солнечного света;
свет от ламп, окон дома, фонарей не должен попадать на датчик;
желательно устанавливать устройство в месте, на которое не попадает свет автомобильных фар;
прибор должен находиться в доступном месте, что позволит удалять с него регулярно пыль, снег.

Грамотно выбрать место для монтажа устройства порой бывает непросто. Возможно, придется несколько раз менять его местоположение, прежде чем найдется оптимальный вариант.

Нередко пользователи фиксируют датчики на столбе фонаря. Если прибор располагается слишком высоко, это обязательно вызовет неудобства в регулярном уходе за устройством. Практика показывает, что оптимальным вариантом является монтаж реле в удобном месте, к примеру, на стене дома. Обеспечить автоматическую работу светильника поможет кабель питания.

Электрическая схема монтажа датчика света

К прибору подключается нулевой провод и фаза. Нулевой кабель проводится с шины, автомата, подключается к реле и источнику света. Фаза присоединяется к светильнику на выходе. Места соединений должны быть надежно защищены от климатических воздействий. Обеспечить такие условия поможет специальная распределительная коробка.

Источники света с высокой мощностью оборудуются дросселями. В таком случае желательно оснастить схему контактором. Особенность этого устройства заключается в способности положительно воспринимать пусковые токи, что позволяет сохранять работоспособность в условиях частых включений и выключений.

На загородном участке есть зоны, в которых постоянное освещение не требуется. В светильниках, расположенных в таких местах, целесообразно дополнительно устанавливать датчик движения. Он обеспечит включение света только при попадании в зону человека. Этот прибор монтируется после светочувствительного реле. Это обеспечивает срабатывание датчика движения только с наступлением сумерек.

В целях упрощения задачи для пользователей, решивших самостоятельно заняться подключением, производители оснащают датчики света для уличного освещения проводами разного цвета. Синий предназначен для «0», коричневый или черный для входа фазы, красный подсоединяется к источнику света. Пользователям, которые никогда не занимались электропроводкой, стоит обратиться к специалисту.

Настройка оптимальной работы устройства

После монтажа, подключения прибора следует заняться его настройкой. Регулятор предела срабатывания располагается на нижней плоскости кожуха. Он имеет вид диска из пластика. Настройка осуществляется вращением, стрелочки на корпусе показывают направление поворота диска для снижения и повышения чувствительности.

Установка нужного показателя выполняется при наступлении сумерек. Днем регулирующий диск устанавливается на точку минимальной чувствительности. Как только интенсивность солнечного света снизится до показателей, при которых требуется искусственное освещение, нужно медленно вращать диск до включения фонаря. Теперь датчик света для уличного освещения будет автоматически включать светильник при наступлении сумерек.

Астрономические таймеры

Обеспечивать удобное управление светильниками, экономичную работу систем могут и другие приборы. Автоматическим включением и выключением света управляет астрономический таймер. Но его устройство, принцип работы отличаются от конструкции, работы реле. Датчик света для уличного освещения реагирует на интенсивность света. Астрономический таймер учитывает временные периоды.

В приборе заложены данные о наступлении сумерек, рассвета в различных поясах в определенные сезоны и даже дни. После монтажа, подключения астротаймера в нем устанавливаются координаты GPS местонахождения прибора, а также текущее время, дата. Устройство начинает работать по заложенной программе, автоматически включает, выключает уличный свет, согласно условиям данного климатического региона.

У этого прибора есть определенные достоинства:

в отличие от датчиков света, таймер исключает ложное срабатывание, свет включается, выключается независимо от капризов погоды;
место монтажа не ограничено, так как устройству не требуется воздействие естественного света;
есть возможность отрегулировать часы включения выключения света, в разных моделях предусмотрено изменение показателей в диапазоне 2-4 часов.

Удобство астрономических таймеров неоспоримо. Но стоимость таких приборов высокая, что не способствует популярности. В ближайшие несколько лет, скорее всего, главным регулятором работы светильников будет датчик света для уличного освещения.

Каталог нашего интернет магазина в большом ассортименте предлагает фотореле для уличных фонарей. У вас есть возможность приобрести качественные, надежные приборы от ведущих мировых производителей с учетом специфики системы. Они обеспечат экономичное, комфортное освещение на участке, исключат любые неудобства в пользовании. Умеренная стоимость датчиков света обеспечивает доступность для каждого потребителя.

Датчик света для уличного освещения, его выбор и правильный монтаж

Уличное освещение придумано человечеством ещё на заре цивилизации и сопровождает человека в его повседневной жизни по сей день. Сегодня невозможно даже представить себе города и другие населённые пункты без уличного освещения, которое постоянно обновляется и совершенствуется. Оно должно полноценно освещать пространство в нужное время суток, работать в автономном режиме и желательно быть экономичным.

Затраты на уличное освещение составляют внушительную часть бюджетов, как муниципалитетов так и семейных, а применение датчиков позволяет экономить до 70 процентов электроэнергии и существенно улучшить качество уличного освещения. Поэтому в настоящее время уделяется большое внимание и привлекаются значительные средства для развития современных технологий в этой сфере.

Пути развития уличного освещения

Современные технологии позволяют значительно усовершенствовать управление и эффективность уличного освещения. Производители осветительного оборудования предлагают большой выбор экономичных ламп освещения и прожекторов с продлённым сроком эксплуатации, а также различные устройства автоматического управления. К таким устройствам относятся датчики наружного освещения, которые в свою очередь подразделяются на фотореле, датчики движения, реле времени с отложенной функцией включения.

Применение таких датчиков позволяет эксплуатировать светильники и прожекторы в экономичном режиме и включать и отключать уличное освещение по необходимости. Такие приборы работают автономно без вмешательства человека длительные сроки. Остановимся более подробно на некоторых их них.

Фотореле

Фотореле или сумеречный выключатель, является наиболее распространённым прибором включения и выключения уличных светильников, который применяется в основном на промышленных объектах и в муниципалитетах. В его состав входит фотодатчик, который реагирует на изменение светового потока. Принцип действия фотодатчика основан на изменении свойств вещества под влиянием светового потока. При этом изменяется его внутреннее электрическое сопротивление, а также возникают другие физические явления, такие как эмиссия электронов из катода электронной лампы или электродвижущая сила между проводниками.

Производителями предлагаются фотореле с различными фотодатчиками, но наиболее распространёнными являются фотодатчики с изменяемым фотосопротивлением.

В таких фотодатчиках фототранзисторное сопротивление возрастает под воздействием сумерек и падает с восходом солнца. Такие датчики бывают встроенными и выносными. Встроенные датчики устанавливаются в блок управления уличным освещением, а выносные отдельно от него. Такие приборы очень надёжны и имеют длительный срок эксплуатации.

Установка сумеречных выключателей производится только специализированными и аттестованными организациями, которые предложат наиболее оптимальные варианты и произведут монтаж в соответствии с требованиями заводов производителей. Зачастую такие организации осуществляют также сервисное обслуживание данного оборудования.

Немного о датчике света

Такие приборы применяются в основном в частном секторе, где нет особой необходимости в постоянном освещении прилегающей к жилым строениям территорий, чем достигается значительная экономия электроэнергии, продлевает срок эксплуатации осветительного оборудования. Датчики движения более сложные в изготовлении и в эксплуатации, но при правильной настройке и своевременном техническом обслуживании, эксплуатируются бесперебойно длительный срок.

Принцип действия основан на изменении инфракрасного излучения, которое возникает при движении человека. При дневном свете тело живого существа не светится, а в инфракрасном (ИК) диапазоне светятся.

Устройство датчика движения

Устроен датчик движения следующим образом: внутри находятся специальные фотоэлементы с мультилинзой и играют роль фотоприёмника. Мультилинза состоит из большого количества линз от 20 до 60 штук, каждая из которых фокусирует ИК свет на сенсорный фотоэлемент. Когда человек пересекает сектор оптической системы, на фотоэлементе появляется импульсный сигнал, который усиливается, преобразовывается в цифровой формат и подаётся на исполнительный механизм, который включает или отключает светильник или другой прибор освещения.

Виды приборов и их особенности

Основные функции данного прибора, это охранное освещение прилегающих к домам участков, где применяются датчики с пассивной функцией и освещение тротуаров и площадок для передвижения людей, датчики с активной функцией. Датчики, которые устанавливаются на опорах освещения, имеют дальность действия до 12 метров и большой угол охвата.

В зависимости от того, какие лампы применяются при освещении, датчики бывают трёх полюсные для всех видов ламп и двух полюсные для ламп накаливания.

Отличаются они друг от друга, также углом обзора. В горизонтальной плоскости угол обзора может быть от 60 до 90 градусов, а в вертикальной 15-20 градусов. Датчики движения отличаются друг от друга номинальной мощностью, которая подключается к ним, поэтому правильной подбор датчика света по этому параметру имеет немаловажное значение в долговечности прибора. Существуют также для наружной эксплуатации и внутренней. Наружные имеют усиленную защиту от влияния атмосферных осадков и возможного физического проникновения.

Основные производители

В России всё большую популярность получают датчики света от российской компании ВКС г. Казань, которая разрабатывает и производит автоматизированные системы управления уличным освещением, позволяющие на модульном принципе, использовать только необходимые элементы света, при этом имеется возможность плавно изменять яркость практически каждой лампы, в зависимости от потребности в освещении. Такая технология очень перспективна и пользуется заслуженным авторитетом.

Хорошим спросом пользуются в России датчики света немецкой компании Theben. Особенно популярны продукция theluxa, которые отличаются высокой чувствительностью и практически незаметны на фасаде здания. Известная во всём мире французская компания Legrand, поставляет на российские рынки современные датчики освещённости и движения с регуляторами чувствительности, света и временной задержки.

Монтаж и эксплуатация

Для того, чтобы установить датчики уличного освещения в домашнем хозяйстве, необходимо получить квалифицированную консультацию специалиста, который определит место установки датчиков и произведёт монтаж оборудования. Необходимо учесть, что при монтаже прибора имеются некоторые особенности, которые необходимо обязательно учитывать.

Прежде всего, датчики движения должны быть мало заметны или находиться вне пределов досягаемости, не должны подвергаться воздействию электромагнитного и излучения и высокой температуры, а также располагаться на высоте не менее одного метра от поверхности земли, чтобы исключить реагирование на домашних животных.

Длительный срок эксплуатации зависит от бережного отношения к приборам и своевременным техническим обслуживанием. Некоторые, более простые по своей конструкции датчики движения, при наличии определённых навыков можно смонтировать своими силами, соблюдая все технические требования, изложенные в прилагаемых инструкциях.

Датчики освещения. Виды и устройство. Работа и применение

В настоящее время для включения внешнего освещения чаще всего используют датчики освещения. Они дают возможность экономить на потреблении электроэнергии, а также автоматизируют подключение освещения при наступлении темного времени суток.

Сумеречный выключатель (датчик освещенности) является устройством, входящим в систему автоматического управления приборами освещения, в зависимости от степени освещенности пространства. Он подключает и отключает свет в автоматическом режиме, чаще всего снаружи помещений: витрин магазинов, освещение автомобильных дорог, тротуаров, въездов в гаражи, подъезды домов.

Стоимость датчиков невысокая, поэтому быстро окупаются. Рассмотрим более детально их устройство, принцип работы и другие особенности, связанные с применением таких датчиков.

Устройство и принцип действия

Перед тем как выбирать датчики освещения, необходимо разобраться с их устройством и принципом работы. Чаще всего они изготавливаются на основе фотодиода, фоторезистора или фототранзистора. В обоих случаях принципиальная схема работы одна и та же.

Датчики уличного освещения для нормального функционирования должны подключаться к электрической бытовой сети. На клеммы датчика должны подходить фазный и нулевой проводники. В датчике имеется также третий вывод, подающий сигнал на линию освещения, который будет рассмотрен позже в разделе «подключение».

Датчик подключен к усилителю сигнала, который соединен с силовым реле, подающим питание на приборы освещения.

В зависимости от освещенности изменяется сопротивление чувствительного элемента. Чем меньше освещенность, тем больше его сопротивление. При достижении заданной величины напряжения датчик выдает сигнал на усилитель, который приводит в действие реле. Это реле замыкает цепь приборов освещения. Вследствие этого на них подается питание, и включается свет.

При наступлении светлого времени суток уровень освещенности повышается. В результате датчик размыкает контакты реле, которое выключает питание приборов освещения, и свет выключается.

Разновидности и выбор

По мощности до:

1 кВт.
2 кВт.
3 кВт.

По типу установки:

Для установки в электрощит на дин-рейку.
Внешние, накладные (на стену).
С выносным чувствительным элементом.
Для уличной установки.
Для монтажа внутри помещений.

По типу нагрузки:

Для энергосберегающих ламп.
Для ламп накаливания.

По методу управления:

Программируемые.
С функцией энергосбережения в ночное время.
С принудительным отключением.
Автоматические.

Сначала необходимо выбрать эксплуатационное напряжение и степень защиты. Если датчик будет монтироваться снаружи помещения, то его класс защиты должен быть не менее, чем IР 44. Это означает защиту датчика от попадания посторонних предметов внутрь размером больше 1 мм, защиту от влаги.

Далее следует обратить внимание на режим эксплуатации по температуре. Нужно выбирать модели, которые способны работать при температуре в вашем регионе.

Мощность устройства также играет большую роль. Лучше выбрать датчики освещения с запасом по мощности.

Некоторые модели оснащены регулятором порога срабатывания. То есть, настраивается чувствительность датчика. Например, при выпадении снега лучше снизить чувствительность, так как снег отражает свет, который может повлиять на срабатывание датчика. Пределы настройки чувствительности также бывают разными.

Время задержки включения датчика также может регулироваться. Такая регулировка необходима для защиты от ложных срабатываний. Например, в темное время на чувствительный элемент может на короткое время попасть свет от случайного источника (фар автомобиля). При малом времени задержки датчик сработает и свет выключится. Если задержка достаточная, то датчик не сработает, свет будет продолжать гореть.

Место установки

При проектировании системы автоматического освещения большое значение имеет правильное расположение датчика освещения, для его корректной работы.

При выборе места монтажа датчика следует учесть следующие факторы:

Высота установки не должна быть слишком высокой, так как датчик придется периодически обслуживать: очищать от пыли и загрязнений, протирать.
Место установки должно исключать попадание на датчик света фар автомобилей.
Приборы освещения должны быть удалены как можно дальше.
Необходимо обеспечить беспрепятственное попадание света солнца на датчик, для его правильного срабатывания.

Иногда датчики освещения в виде эксперимента приходится располагать в разных местах, чтобы добиться его правильной работы.

Схемы подключения

Датчики освещения любых фирм изготовителей оснащены тремя выводами. Они имеют цвета: красный, синий и черный. Из них:

На черный провод подключается фаза.
К синему проводу подключают нулевой проводник.
Красный провод отходит на подачу питания на освещение.

Чаще всего все схемы изображают с соблюдением этих цветов.

Датчики освещения подключаются по схеме. На вход датчика поступают фаза и ноль, а выходит провод фазы на приборы освещения. Нулевой проводник на освещение подключают от шины сети.

Согласно правилам, провода нужно соединять в монтажных коробках. Сегодня не проблема купить любой вид коробки. При уличном монтаже лучше приобрести защищенную от влаги модель. Ее устанавливают в доступном месте. Датчик подключается по приведенной схеме.

Если датчик устанавливается для подключения мощного фонаря, имеющего дроссели, то в схему необходимо добавить магнитный пускатель, который способен функционировать при частом пользовании при выключении и включении освещения. Он рассчитан на прохождение пусковых значений тока.

Если освещение необходимо только при наличии людей, то в схему добавляют датчик движения. По такой схеме датчик движения сработает только в темноте.

Настройка чувствительности датчика

После монтажа датчика необходимо настроить его чувствительность. Чтобы отрегулировать границы срабатывания, внизу корпуса должен находиться регулятор. Вращая его, можно выполнить настройку чувствительности.

На корпусе датчика имеются изображения стрелок, обозначающих направление настройки для уменьшения или повышения чувствительности датчика.

При первой настройке лучше выставить минимальную чувствительность. При постепенном снижении освещения на улице, когда, по вашему мнению, должен уже включаться свет, производите подстройку, плавно поворачивая регулятор, пока свет не включится. На этом настройка закончена.

Достоинства

Автоматическое включение освещения и ручная регулировка экономят электроэнергию.
Увеличение уровня безопасности, так как работа освещения в автоматическом режиме отпугивает злоумышленников.
Оснащение многих моделей дополнительными функциями в виде таймеров и других функций.
Простая схема установки и подключения без привлечения квалифицированных специалистов.

Серьезных недостатков такие устройства не имеют, кроме расходов на их приобретение.

Датчик освещения для уличных фонарей

Наверное вы слышали, что были времена, когда уличный фонарь включался специальными службами. Да, было и такое. Но прогресс не стоит на месте. Сегодня это делает современное устройство — датчик уличного света, или же фотореле. Это небольшое устройство на микросхемах. Этот датчик способен контролировать и изменять мощность искусственного освещения в зависимости от уровня освещения на улице. Что интересно, его можно использовать в разных областях. К примеру, вместе с лампами для автоматического уличного освещения в темное время суток. А также с осветительными приборами на лестничных клетках. Таким образом, стало легче регулировать время ночного освещения. Пожалуй, вы согласитесь, что особенно это удобно на территории частных домов.

Что представляет собой датчик освещения

Возможно раньше вы не имели дела с данным прибором. И соответственно, возникает вопрос: что это такое? Расскажем вам подробнее. Датчик освещения представляет собой пластмассовую коробку небольших размеров. Она прикрепляется, как правило, на стене или прямо к корпусу осветительного прибора. Например, к уличному фонарю.

По сути, датчик имеет несложное строение. В частности, светочувствительный фотодиод либо фоторезистор. Они то и увеличивают или уменьшают сопротивление внутри датчика. Как это работает? Все проще, чем может казаться. Так, автоматическая регулировка происходит в зависимости от уровня естественной освещенности. И когда напряжение внутри фотореле меняется, осветительный прибор начинает светить, либо отключается. То есть происходит автоматическое включение света, либо его отключение. Все просто! Иными словами, основная функция датчика уличного света — работать как автоматический выключатель.

Объем же светового потока, обрабатываемого прибором, настраивается при этом вручную. Но и тут не стоит переживать. Такая настройка легко осуществляется даже простым обывателем. Так как не требует ни особых навыков, ни знаний. Все для вашего удобства!

Хотим заметить, что датчик освещенности лучше ставить на уличные фонари из поликарбонатных труб. Почему? Все потому, что поликарбонатные рассеиватели очень эффективно распространяют свет. Вы спросите, а что насчет экономии электроэнергии при использовании таких устройств? Она очевидна. Такой датчик окупает себя в минимальные сроки. Поэтому и не удивительно, что он пользуется огромной популярностью.

Схема подключения фотореле с выносным датчиком

Итак, как мы уже говорили, монтаж уличного фотореле не требует много времени. Есть несколько этапов работ. Давайте рассмотрим:

Фотореле закрепляют в подходящем месте для установки. О том, как правильно выбрать место, обычно, указывается в схеме, приложенной к устройству
Затем необходимо подключить провода к осветительному прибору. Они, как правило, расположены внизу корпуса
Далее, необходимо настроить датчик. А именно, переместить регулятор в нужное положение, чтобы установить оптимальный порог срабатывания
И, наконец, соединить выносные фотоэлементы между собой с помощью кабеля.

Важно! При монтаже датчика освещения необходимо учитывать светочувствительность. Датчик не должен располагаться на стороне, где вечером много тени и нет доступа к солнцу. Если вы не учтете этот параметр, то датчик из-за тени будет думать, что уже темно. И тогда он даст команду на включение освещения. Хотя на улице будут ещё только сумерки. Получается, что свет будет гореть без необходимости. Что точно вам не на руку!

В принципе, при монтаже уличного фотореле нет особых трудностей. Но все же, схему подключения, которая прилагается производителем, следует изучить. При этом важно учитывать и нюансы. А это, в свою очередь, поможет значительно упростить работу по установке прибора.

Так что, обратите внимание на следующие особенности:

если в систему нужно подключить сразу несколько ламп, то следует использовать специальный контроллер;
прежде чем подключать устройство, проверьте – подходит ли оно по мощности;
и ещё, если не изменить настройки датчика, автоматическое включение света будет происходить не во время ночного освещения, а раньше, чем требуется.

Кроме того, необходимо соблюдать и правильный порядок подключения проводов. Поэтому, желательно, чтобы схема монтажа у вас всегда была под рукой. В противном случае, не избежать негативных последствий. Вплоть до короткого замыкания или даже пожара. А то такого уж точно не стоит доводить!

Товары по теме

Как выбрать датчик освещенности? — официальный дистрибьютор Steinel GmbH на территории России и Республике Беларусь

Что такое «датчик освещенности»?

Существует несколько названий этого устройства:

Датчик освещенности
Датчик освещения
Фотореле
Сумеречный выключатель
Светоконтролирующий выключатель
Датчик «день/ночь»

Пусть каждый выберет для себя свой вариант, но, как говорится, «от перестановки слагаемых сумма не меняется».

Основное назначение датчика — включение и выключение электропитания при установленной освещенности. Чаще всего его используют для включения и выключения уличного освещения. Это удобно: вам не нужно думать о том, что на улице день, а вы забыли выключить свет.

Как любой продукт компании Steinel, серия датчиков освещенности NightMatic направлена в первую очередь на экономию электроэнергии, а значит экономии ваших затрат.

Принцип работы устройства намного проще чем у датчиков движения. В датчике освещенности установлено фотореле (фоторезистор или фотодиод). Благодаря его чувствительности происходит определение уровня освещенности.

Линейка NightMatic от Steinel состоит из трех моделей: NM2000, NM3000 и NM5000-2. Чтобы определить какой из датчиков подходит именно вам, необходимо ответить на три вопроса:

Нагрузка

NM 2000	NM 3000	NM 5000-2
до 1 000 Вт	до 1 000 Вт	до 2 000 Вт

Установка сумеречного порога

NM 2000	NM 3000	NM 5000-2
2 -10 лк	0,5 — 10 лк	0,5 — 100 лк

Важно отметить, что модель NM 2000 не имеет возможности регулировки, а в NM 3000 и 5000-2 при установке датчика вы можете сдвинуть порог включения/выключения простым нажатием на кнопку.

Регулировки

NM 2000	NM 3000	NM 5000-2
отсутствует возможность каких либо регулировок	Механическая регулировка ночного отключения с помощью поворотного фазового регулятора с 24 до 5 часов	Ночная установка: механическая регулировка ночного отключения с помощью поворотного фазового регулятора / с 22 до 5 часов; Утренняя установка: свет включить или выключить / с 5 часов до рассвета

Обратите внимание на функцию VARIO. Оснащенные микропроцессором сумеречные выключатели NM3000 и NM5000-2 имеют режим ночного отключения. Эта функция обеспечивает экономию электроэнергии.

Остальные параметры, комплектация и диапазон рабочих температур и цветовое исполнение датчиков — одинаковы.

Датчик освещенности уличный AHKF

Напряжение питания	24 V AC ±10% 15…36 V DC
Потребляемая мощность	< 2. 2 VA / 24 V AC < 1.1 W / 24 V DC
Sensor	Фотодатчик с фильтром V(λ)
Диапазон измерения силы освещения	0 … 60 klx, с шестью переключаемыми диапазонами измерения 0…500 лк 0…1000 лк 0…2000 лк 0…5000 лк 0…20 000 лк 0…60 000 лк
Погрешность измерения силы освещения	< 5% des Endwerts, 25°C
ручная коррекция нуля	±10 %, настраивается с помощью потенциометра
Фильтрация сигналов	5 с
Выходной сигнал, освещенность	0–10 В
Класс защиты	III (согласно EN 60529)
Нормы	соответствие нормам ЕС, электромагнитная совместимость согласно EN 61326, директива 2004/108/EC «Электромагнитная совместимость»
Допустимая температура (при эксплуатации)	-35 … 70 °C
Допустимая влажность воздуха (при эксплуатации)	0 … 95 %r.H. без конденсата
Допустимая температура (при хранении)	-35 … 70 °C
Корпус	Полиамид, 30 % усиление стеклянными шариками, с быстрозаворачиваемыми винтами (комбинация шлиц / крестовой шлиц), Транспортный белый (аналогичен RAL 9016)
Размеры корпуса	72 x 64 x 37.8 mm (Tyr 1)
Присоединение кабеля	M16x1,5; макс. внутренний диаметр 10,4 мм с разгрузкой от натяжения, сменное исполнение.
Монтаж	2 винта ø4 мм на расстоянии 39 мм х 49 мм
Эл. подключение	0.14 — 1.5 mm², 3-проводное подключение, по винтовым зажимам на плате
Степень защиты (IP)	65 (согласно EN 60529)

Фотореле — Электросистемы

Принцип работы фотореле

Для автоматического включения освещения при низком уровне света или включения с наступлением светлого времени суток используются именно фотореле. Светочувствительный элемент фотореле, который может быть встроенным или выносным, замыкает или размыкает электрические контакты в зависимости от направления изменения освещенности. Обычно для этого используются газоразрядные светочувствительные элементы, фотодиоды, фоторезисторы.

Свет попадает на светочувствительный элемент фотореле и вызывает в нем определенные физические процессы: изменение сопротивления в результате изменения его температуры или появление электрического заряда и электродвижущей силы. За изменением параметров этих процессов следит электронная схема, настроенная на определенный порог срабатывания.

При снижении уровня освещенности сопротивление фоторезистора возрастает, а ЭДС на выводах фотодиода уменьшается. Когда эти параметры достигнут определенного порога, который может регулироваться, электронная схема приводит в действие электромагнитное реле, включающее уличный светильник.

Любое фотореле имеет определенные технические характеристики, в соответствии с которыми можно подобрать его для конкретных задач:

Напряжение питания. В большинстве случаев фотореле предназначены для работы в сетях 220 В, частотой 50 Гц.
Максимальный ток нагрузки. Это очень важный показатель, который говорит о том, какой мощности нагрузку может коммутировать фотореле. Чем мощнее нагрузка, тем больше должен быть ток. Обычно этот параметр находится в диапазоне от 5 до 16 А. Производитель может указывать различные токи нагрузки при разных показателях cosϕ, если подключается реактивная нагрузка. Люминесцентные лампы являются реактивной нагрузкой и это нужно учитывать при выборе фотореле.
Порог срабатывания при определенном уровне освещенности. Большинство фотореле имеют регулируемый порог срабатывания в диапазоне от 5 до 50 лк (люкс). Регулировка производится специальным потенциометром.
Собственная потребляемая мощность при срабатывании – какую мощность потребляет фотореле во время срабатывания реле. Обычно она составляет от 5 до 10 Вт.
Собственная потребляемая мощность в дежурном режиме.В современных фотореле она чрезвычайно мала – 0,1—1 Вт.
Внешний вид фотореле
Задержка от кратковременного затемнения.Большинство фотореле снабжены специальной схемой задержки, которая позволяет избежать ложных срабатываний. Интервал времени составляет обычно от 15 до 30 секунд.
Степень защиты оболочки.Существует международная система классификация степеней защиты оболочки от проникновения твердых предметов и воды — Ingress Protection Rating. Учитывая, что большинство фотореле устанавливаются на улице, лучше приобретать его со степенью защиты не менее IP44. Диапазон рабочих температур.Чем он больше, тем лучше. Хорошее фотореле должно работать в диапазоне от -20 до +50°C.

По расположению датчика освещенности фотореле могут быть:

Со встроенным датчиком освещенности, смонтированным в корпусе прибора.
С выносным датчиком освещенности. Такие фотореле обычно устанавливаются в электрощиты на DIN-рейку, а датчик располагается снаружи и подключается при помощи кабеля.

Фотореле может совмещаться в одном корпусе с датчиком движения. Тогда только в темное время суток при наличии движущегося объекта в поле зрения прибора будет срабатывать датчик и включать освещение.

Фотореле может иметь регулятор порога срабатывания и большинство этих умных приборов имеет его. Очень редко, но встречаются модели, не имеющие регулировки. Естественно, при выборе наиболее предпочтительными должны быть фотореле с возможностью регулировки.

Некоторые фотореле могут иметь встроенный таймер, позволяющий задавать интервал времени, в течение которого разрешена работа фотореле. За пределами этого периода освещение включаться не будет.

Некоторые модели имеют на корпусе выключатель, который позволяет принудительно включать или отключать освещение независимо от времени суток, что может быть полезно в некоторых случаях. Например, если нужно вообще отключить освещение на какой-то период, при этом не надо отключать провода от клемм прибора.

Существуют также и более сложные фотореле, совмещенные с цифровыми контроллерами, работающие по определенной программе. В таких устройствах можно задавать программу включения и отключения освещения на каждый день, на неделю, на сезон и т. д. Эти фотореле могут задавать определенные световые сценарии, которые можно запрограммировать собственным интерфейсом с дисплеем либо подключив к компьютеру. Другими словами обеспечивается дистанционное управление, какое оно может быть и как настроить, рассказывается здесь. Возможности таких устройств практически безграничны, но цена тоже может заставить задуматься о целесообразности их применения.

Плюсы и минусы фотореле

Применение фотореле для уличного освещения имеет ряд неоспоримых преимуществ:

Автоматически включаемое с наступлением темноты уличное освещение повышает уровень безопасности.
Правильно настроенное фотореле позволяет существенно экономить электроэнергию.
Отсутствует необходимость самостоятельного включения, о котором можно попросту забыть.
Уличное освещение создает эффект присутствия человека, что отпугивает от несанкционированного проникновения воров на территорию.

Единственным минусом фотореле является то, что это устройство требует дополнительных расходов. Но, учитывая невысокую цену на эти устройства, этим недостатком можно пренебречь.

Преобразование уличных фонарей в интеллектуальные концентраторы датчиков: зачем и как это делать

Авторы: Дэвид Шушан, инженер по полевым приложениям, Future Electronics, и Франсуа Миран, Future Lighting Solutions

Элементы управления, встроенные даже в более сложные уличные фонари, используемые сегодня, имеют довольно ограниченную область применения: они могут использоваться для затемнения, по расписанию или в ответ на измерения окружающего освещения; включать и выключать свет; и для поддержки операций по техническому обслуживанию и ремонту, предоставляя отчеты о состоянии и отмечая неисправности.

Сами по себе эти функции полезны, но есть потенциал, чтобы сделать гораздо больше и принести гораздо большую ценность владельцам и операторам уличных фонарей, пешеходам и участникам дорожного движения, а также организациям, имеющим коммерческие или иные интересы в городах. . Это связано с тем, что в последние месяцы технологические звезды сошлись во мнении, чтобы уличные фонари можно было легко и дешево подключать к интернет-шлюзу.

В этой статье исследуется потенциальная ценность, которую можно получить, когда город преобразует каждый уличный фонарь в Интернет-узел, а также подходы, которые производители уличных фонарей могут использовать для реализации дизайна новых подключенных уличных фонарей.

Самая ценная недвижимость

Ценности собственности являются постоянным источником восхищения для многих людей в процветающих обществах. В некоторых странах целые телевизионные программы посвящены тому, где, почему и как купить «дом мечты». Когда широкая публика думает о ценах на недвижимость, она обычно имеет в виду стоимость покупки дома или другого здания. И чем желательнее расположение, тем дороже будет недвижимость.

Но, возможно, самые ценные объекты недвижимости в любом городе, квадратный сантиметр на квадратный сантиметр, — это крошечные участки, в которые встроены его столбы уличных фонарей.Это интересный мысленный эксперимент — представить, как коммерческое предприятие могло бы получить право устанавливать столбы высотой 8 м, расположенные на расстоянии 25 м друг от друга вдоль каждой улицы и тротуара во всем городе, и сколько ему, возможно, придется заплатить, чтобы купить эти столбы. земельные участки. Можно с уверенностью сказать, что стоимость будет астрономической. Сегодня эти столбы в этих фантастически ценных местах уже существуют, но их потенциал используется крайне недостаточно.

Городские столбы уличных фонарей занимают выгодное положение на оживленных улицах, заполненных пешеходами и транспортными средствами (см. Рис. 1).

Рисунок. 1. Линия уличных фонарей над движением в час пик в Атланте, США. (Изображение предоставлено Atlantacitizen по лицензии Creative Commons.)

Приподнятые, они обеспечивают обзор всей сети дорог и тротуаров города. И они подвергаются воздействию различных условий воздуха, погоды, света и окружающей среды в тысячах известных мест.

У этой недвижимости есть тысячи потенциальных применений, если она будет открыта для коммерческих и исследовательских организаций.Используя компоненты электроники, которые доступны сегодня и которые могут быть интегрированы в схему светильника, уличный фонарь может определять, например:

Экологические явления, такие как качество воздуха и концентрация загрязняющих веществ, концентрация пыльцы, уровни окружающего освещения. , температура, влажность, атмосферное давление, шум и др.
Плотность и поток движения
Плотность и скорость движения пешеходов

Эти измерения могут быть исчерпывающими и детализированными, выявляя различия даже между одним концом улицы и другой.Датчики каждого уличного фонаря имеют обзор воздуха и земли в зоне с радиусом обычно от 10 до 15 метров. Поле зрения каждого полюса прилегает к следующему, и вместе все поля зрения могут охватывать почти всю площадь города или города.

Это означает, например, что местные медицинские службы могут искать корреляции между измерениями качества воздуха и госпитализацией в результате тяжелого респираторного заболевания. Он сможет подробно проанализировать, связаны ли определенный уровень качества воздуха или конкретная концентрация переносимого по воздуху загрязнителя со значительным увеличением количества госпитализаций.

Еще одно возможное применение — измерение объема и скорости движения пешеходов. Розничные торговцы, например, очень дорогие места, в которых много пешеходов сосредоточено в плотной и медленно движущейся массе. Информация от пассивных инфракрасных (PIR) датчиков или гиперчастотных радаров, которые могут обнаруживать присутствие и движение тел, может быть проанализирована, чтобы предоставить данные о пешеходном движении по всем улицам города и произвести ранжирование или оценку относительной привлекательности каждой из них. Полюсное расположение для операторов торговых точек.

Эти два варианта использования представлены только для того, чтобы показать примеры ценности, которая может быть получена от интеграции компонентов датчиков в уличные фонари, подключенные к Интернету. Фактический диапазон типов данных, которые могут быть захвачены, и возможности их использования ограничены только воображением их потенциальных пользователей.

Беспроводная сетевая технология для подключения уличных фонарей

Представленное выше видение роли уличного освещения амбициозно.Итак, какие изменения сделали эту новую амбицию реалистичной?

Ключевым требованием нового уличного фонаря является подключение к Интернету: Интернет — это открытая универсальная сеть в мире, обеспечивающая стандартный протокол, по которому любой компьютер в любом месте может взаимодействовать с любым адресуемым Интернет-узлом. В случае уличных фонарей это означает, что любой разрешенный системный оператор во всем мире сможет извлекать данные из любого подключенного к Интернету уличного фонаря, к которому владелец предоставил ему доступ.

Большим изменением, которое позволяет сегодня рассмотреть вопрос о подключении всех тысяч уличных фонарей города к Интернету, является расширение доступности новой технологии Low-Power Wide-Area Networking (LPWAN). Две такие технологии конкурируют за доминирование:

Semtech LoRa ™ технология состоит из радиочастотных приемопередатчиков, встроенных в датчики и шлюзы, обеспечивающих возможность захвата и передачи данных на большие расстояния при небольшом потреблении энергии. Кроме того, LoRa Alliance ™ разработал открытый протокол, основанный на технологии LoRa, под названием LoRaWAN ™, чтобы обеспечить совместимость всех устройств и программных компонентов как в общедоступных, так и в частных сетях (см. Рисунок 2).
SIGFOX, сетевой протокол, реализованный в инфраструктуре общедоступной сети.

Рис. 2. Архитектура сети LoRaWAN ™, обеспечивающая подключение к Интернету для нескольких конечных узлов. (Изображение предоставлено: официальный документ LoRa Alliance)

Новым является способность LoRa и SIGFOX обеспечивать покрытие беспроводной сети с низким объемом данных, низким энергопотреблением и очень низкой стоимостью на больших территориях. Например, дальность действия передатчика-приемника в открытом пространстве для одного канала LoRa может достигать 15 км при низкой, но полезной скорости передачи данных.Один шлюз также может предоставить интерфейс до 10 000 узлов. Это означает, что все уличные фонари среднего размера могут быть подключены к Интернету через один центральный шлюз LoRa.

Технология LoRa может быть реализована в частной сети на основе LoRaWAN, предназначенной только для уличного освещения; это означает, что оператор уличного освещения оплатит стоимость установки датчиков и шлюзов на основе LoRa, а также настройку и обслуживание сети. Но благодаря усилиям LoRa Alliance общедоступные сети LoRaWAN возникают во многих городах, и некоторые операторы уличного освещения смогут использовать существующую инфраструктуру, что еще больше снизит свои затраты на подключение.

SIGFOX доступен пользователям только как общедоступная сеть с использованием инфраструктуры, установленной компанией SIGFOX в некоторых странах, а также ее партнерами-операторами сети в других.

Как для LoRa, так и для SIGFOX стоимость подключения узла, а также отправки и получения сигналов по сети значительно ниже. В сравнении с уже значительными накладными расходами на материалы и сборку печатной платы, а также стоимостью установки и ввода в эксплуатацию нового светодиодного уличного фонаря, дополнительные затраты на обеспечение подключения к Интернету через сеть LoRa или SIGFOX практически незначительны.Соотношение затрат и выгод исключительно благоприятное.

Это не только из-за случаев использования сбора данных, примеры которых были описаны выше. Подключение к Интернету также обеспечивает эксплуатационные преимущества для владельцев уличных фонарей:

Интернет-соединение позволяет уличному фонарю загружать более подробную, своевременную и действенную информацию о состоянии, чем закрытые сети управления освещением. Это обеспечивает более эффективное профилактическое обслуживание и снижает потребность в дорогостоящем обслуживании в полевых условиях.
Связь через Интернет поддерживает более сложные методы управления, такие как освещение, активируемое движением, или освещение по запросу. Такие схемы управления освещением, запускаемые датчиками движения на нескольких соседних полюсах, требуют сложных взаимодействий между уличными фонарями и системой управления, взаимодействия, которые обычно не поддерживаются устаревшими сетями управления освещением, но легко допускаются через Интернет-соединение.

Требования к новым компонентам

Таким образом, муниципальные власти и коммерческие организации могут потребовать новое поколение интеллектуальных светодиодных уличных фонарей с подключением к Интернету.Какое влияние это окажет на архитектуру продукции производителей уличных фонарей?

Наиболее очевидный эффект — увеличение количества и типа компонентов на плате. Современные светодиодные уличные фонари обычно состоят из светового двигателя, оптики и водителя. Новые интеллектуальные уличные фонари потребуют дополнительных типов устройств:

Датчики для сбора данных о таких параметрах, как температура, газы, влажность, окружающее освещение и т. Д.
Мощный микроконтроллер, способный обрабатывать входные сигналы нескольких датчиков и обрабатывать интернет-протокол. транзакции
Система РФ.Модули конечных узлов для сетей LoRa или SIGFOX доступны от таких поставщиков, как Microchip и MultiTech, что обеспечивает полное сертифицированное решение для беспроводной связи (см. Рисунок 3).

Рис. 3. Комплект разработчика USB-ключа MultiConnect® xDot ™ для модуля xDot LoRa от MultiTech. (Изображение предоставлено MultiTech)

Спецификация этих компонентов и их интеграция в конструкцию конечного продукта выведут многих производителей осветительного оборудования на неизведанную техническую территорию.Это, однако, не означает, что им не хватит поддержки или дорожных карт, которыми они могли бы руководствоваться. Фактически, растущая сила Интернета вещей побуждает производителей многих типов промышленных, бытовых и коммерческих устройств добавлять возможности беспроводной сети и датчиков к «тупым» продуктам, которые ранее не были подключены к какой-либо сети.

Такие производители и их отраслевые партнеры смогли извлечь уроки из своего опыта, и эти знания доступны через сторонних экспертов, таких как Future Electronics, дистрибьютора компонентов электроники и осветительной техники.Фактически, структура подразделений Future Electronics, включающая операционные подразделения Future Connectivity Solutions, Future Lighting Solutions и Future Sensor Solutions, разработана специально для удовлетворения потребностей нового поколения производителей оборудования, поддерживающего IoT.

Таким образом, ценность добавления подключения к Интернету для уличных фонарей очевидна, и недавно появилась технология компонентов, обеспечивающая их поддержку по невысокой цене. При экспертной поддержке производители уличных фонарей могут получить вознаграждение, превратив свое простое осветительное оборудование в интеллектуальный, подключенный к Интернету мультисенсорный узел, который также освещает городские дороги и тротуары.

Интеллектуальные системы уличного освещения и столбы умного города

Как неотъемлемая часть городской инфраструктуры, уличное освещение способствует безопасности дорожного движения. Огромное количество источников света, необходимых для полного освещения дорожной системы, создает острую потребность в решениях по освещению, которые были бы как можно более экономичными, но в то же время обеспечивали бы улучшенную визуальную среду, обеспечивающую точную и удобную видимость в часы темноты. Это, в свою очередь, способствовало разработке интеллектуальных систем управления освещением и систем управления энергопотреблением, которые позволяют осветительным приборам работать автономно с использованием различных алгоритмов прогнозирования, основанных на астрологическом календаре, фотоуправлении или детекторах движения.Внедрение интеллектуального уличного освещения с центральной системой управления (CMS) через беспроводные и проводные сети завершает портфель возможностей, позволяющих экономить энергию и улучшать качество освещения.

Светодиодное уличное освещение

Отрасль освещения претерпевает радикальные преобразования, вызванные технологическими достижениями в области твердотельного освещения (SSL), основанного на технологии светоизлучающих диодов (LED). Светодиод преобразует электрическую энергию в световую за счет излучательной рекомбинации электронов и дырок, высвобождаемых из слоев полупроводникового соединения с противоположным легированием.Полупроводниковое устройство демонстрирует высокую эффективность розетки и длительный срок службы. Работая в твердом состоянии, а не за счет возбуждения газовой среды или нагрева нити накала, светодиоды обеспечивают высокую надежность систем уличного освещения, которые подвергаются повторяющимся вибрациям в дорожных условиях. Все эти особенности приводят к значительной экономии энергии и затрат на техническое обслуживание с помощью светодиодного уличного освещения и, следовательно, значительно большей окупаемости инвестиций по сравнению с традиционными системами освещения.

В отличие от традиционных источников света (например, люминесцентных и HID), которые создают ряд проблем, связанных с управлением освещением, светодиоды представляют собой устройства, управляемые током, которые мгновенно реагируют на изменения потребляемой мощности. Этот уникальный атрибут позволяет создавать плавные профили затемнения и программировать динамические сцены освещения в светодиодных уличных фонарях. Полупроводниковая природа светодиодов способствует цифровой трансформации уличного освещения. Возможность бесшовного управления светодиодами с помощью электронных логических схем или процессоров открывает дверь к широкому спектру интерактивных возможностей, которые устраняют разрыв между цифровым и физическим миром.

Управление освещением

На самом базовом уровне уличные фонари объединяются в сеть и адресуются группами или индивидуально, чтобы обеспечить удаленную настройку, управление и мониторинг. Сетевая система управления обычно состоит из CMS (иногда называемой станцией управления), одного или нескольких шлюзов, контроллеров, а также других оконечных устройств. CMS — это централизованная платформа, которая работает в облаке или на локальном сервере. Такая обычная CMS уличного освещения собирает и хранит данные об уличном освещении с помощью регистратора данных.Графический пользовательский интерфейс (GUI) создается пользовательским веб-приложением для помощи в удаленном управлении, настройке и мониторинге уличного освещения.

Контроллер уличного освещения предназначен для подачи команд для управления драйвером светодиода и, следовательно, работой светодиодов на основе модели управления и обратной связи датчиков. Обычные контроллеры конфигурируются для реализации заранее запрограммированного поведения или режима работы. Контроллер будет включать / выключать свет или регулировать интенсивность светового потока в соответствии с заданными пользователем настройками, тем самым максимизируя эффективность отдельного оборудования.Контроллер может быть реализован либо с использованием простой схемы управления, которая действует на входы датчиков, либо процессора, состоящего из одного или нескольких запрограммированных микропроцессоров и связанных с ними схем. Контроллер устанавливается внутри опоры или внутри светильника.

В случае, если уличный фонарь не может напрямую подключаться к CMS, шлюз может пересылать данные между CMS и светом. Шлюз оснащен технологиями и механизмами, необходимыми для преобразования информации между различными протоколами, такими как BACnet в DALI или DMX512 в 0-10 В постоянного тока.Шлюз может обмениваться данными с несколькими контроллерами уличного освещения и может реализовывать интеллектуальные возможности периферии. Шлюз может включать, например, транслятор протокола, часы реального времени, приемопередатчик, память, порт Ethernet, изолятор неисправностей и т. Д.

Конечные устройства могут быть датчиками, которые определяют определенные характеристики окружающей среды и передают их контроллеру уличного освещения. Конечные устройства также могут быть электронными схемами, которые взаимодействуют с контроллером с заранее запрограммированными последовательностями.Фотоэлемент обычно интегрируется в систему наружного освещения для обеспечения фотоконтроля от заката до рассвета. Датчики движения, такие как пассивные инфракрасные (PIR) датчики, микроволновые датчики и ультразвуковые датчики, могут использоваться для изменения состояния света при обнаружении движения. Датчики обеспечивают освещение по запросу, а таймеры и астрономические часы позволяют управлять освещением по заранее заданному расписанию. Оконечные устройства монтируются на светильники или опоры уличных фонарей. Они могут работать как автономное решение или использоваться вместе с сетевой системой.

Удаленное подключение обычных систем управления уличным освещением обеспечивается проводными или беспроводными коммуникационными сетями, включая Ethernet, оператор линии электропередач (PLC), сотовые сети 2G / 3G / 4G и проприетарные радиочастотные системы. В общем, ограниченное количество приложений и элементов управления не требует большой нагрузки на сеть связи. Поэтому надежность сети и низкая стоимость эксплуатации имеют приоритет при оценке технологии связи.

Интеллектуальное уличное освещение

Идея добавления элементов управления и возможности подключения к уличным фонарям изначально была вызвана необходимостью автоматизации основных элементов управления освещением, таких как включение / выключение и затемнение, а также обеспечения возможности записи данных и регистрации рабочих параметров и аномальных условий.Растущая тенденция к использованию интеллекта и сетей для устранения неэффективности операций способствовала появлению более сложных алгоритмов управления освещением и увеличению количества уличных фонарей в сети. Усовершенствованное управление освещением позволяет городским менеджерам автоматизировать критические, но трудоемкие задачи, открывать новые операционные идеи, обеспечивать более адаптивное освещение и значительно экономить средства. Технологии беспроводного подключения развиваются, чтобы удовлетворить требования к масштабируемости и функциональной совместимости для обработки большого количества географически разбросанных уличных фонарей.

Интеллектуальные системы уличного освещения обеспечивают сложное взаимодействие с пользователем и расширенные функции затемнения и планирования. Интеграция элементов управления, датчиков и возможностей подключения позволяет интеллектуальным уличным фонарям формировать самоадаптирующуюся распределенную сеть, которая адаптирует уличное освещение к меняющимся условиям на дороге. Контроллер освещения можно запрограммировать на управление уличным фонарем в различных режимах в зависимости от трафика, времени и факторов окружающей среды. Беспроводной радиомодуль контроллера обычно работает в ячеистой сети.Топология ячеистой сети обеспечивает высокий уровень надежности, позволяя каждому узлу освещения связываться со своим соседом и, таким образом, обеспечивая более одного пути через сеть для любого беспроводного канала.

Адаптивное освещение по запросу, включенное сенсорным модулем, будет реагировать только на деятельность человека, например пешеходам, велосипедистам и машинам. Другие сенсорные устройства используются для определения и измерения переменных окружающей среды и состояния системы. Шлюз, поддерживающий многоадресную рассылку, собирает данные от уличных фонарей в своей сети и отправляет информацию в CMS, где данные анализируются и обрабатываются.Сетевой сервер сопоставляет события с действиями и триггерами, которые затем передаются шлюзом на контроллеры уличного освещения. Шлюз подключается к CMS с помощью проводной или беспроводной связи. CMS предоставляет безопасное веб-приложение для пользователей на различных настольных рабочих станциях и мобильных устройствах.

Интернет вещей (IoT)

Настоящая революция произошла, когда светодиодное уличное освещение было объединено с Интернетом вещей (IoT). Помимо возможностей расширенного управления освещением, добавление возможности подключения по Интернет-протоколу (IP) к уличным фонарям и расширение возможностей обнаружения светодиодных светильников позволило создать широкий спектр инновационных приложений, которые изменяют способ взаимодействия людей с окружающей средой.Интернет вещей соединяет физический и цифровой миры с помощью интеллектуальных устройств, которые могут собирать или передавать информацию. IoT — это не единичная технология. Это конвергенция датчиков, устройств, сетей и программного обеспечения, которые работают синергетически, чтобы извлекать знания и полезные идеи и превращать их в реальную рентабельность инвестиций. С помощью Интернета вещей объекты реального мира подключаются к Интернету и взаимодействуют друг с другом, мобильными и веб-приложениями. При этом эти связанные «вещи» становятся интеллектуальными устройствами, которые могут создавать, обмениваться данными, агрегировать, анализировать или действовать в соответствии с информацией.

IoT дает значительные преимущества уличному освещению. Сгенерированные сенсорами аналитические данные обеспечивают глубокую осведомленность о сетке и обратную связь в реальном времени, которые можно использовать для оптимизации управления и повышения эффективности систем уличного освещения. Программные приложения, предоставляемые платформами Интернета вещей, позволяют администраторам удобно контролировать, управлять и программировать серию сложных, чувствительных ко времени инструкций по регулировке яркости. Расширенное управление освещением предоставляет широкий спектр функций управления и позволяет удаленно создавать пользовательские сцены по зонам, расписанию или действиям.Активный мониторинг, измерение и управление осветительными узлами позволяют автоматически идентифицировать и сообщать о неисправностях ламп, а также прогнозировать и упреждающее планирование технического обслуживания. Комбинация сенсорных технологий, аналитических подходов, программных платформ и вычислительной мощности способствует критически важной динамике, такой как масштабируемость, совместимость, безопасность, внутренняя интеграция, обновления микропрограмм и программного обеспечения.

Светодиодное уличное освещение готово сыграть важную роль в Интернете вещей. Уличные фонари повсеместно присутствуют в городских районах и большинстве сельских жилых домов.Расположенные через каждые 30-80 м почти на каждой дороге и улице приподнятые источники света имеют опорную конструкцию и источник электроэнергии. Эти функции делают сети уличного освещения легкодоступной и выгодной с географической точки зрения платформой для развертывания устройств IoT. Уличное освещение с поддержкой Интернета вещей не только позволяет реализовать сложные стратегии освещения и обеспечивает дополнительную экономию энергии, но и создает магистральную сеть, поддерживающую ряд приложений умного города.

Умные города

Под умным городом понимается городская среда, в которой используется технология IoT для эффективного управления активами и ресурсами города, тем самым улучшая его жизнеспособность, устойчивость и возможности подключения.Используя распределенную сеть интеллектуальных узлов, можно собрать огромный объем данных, чтобы получить ценную информацию о том, как работает город. Чтобы реализовать обещание умного города, необходима общегородская инфраструктура с доступом к источникам питания, средствам управления и коммуникациям, на которой можно разместить широкий спектр датчиков и устройств Интернета вещей. Сети уличного освещения предлагают такую инфраструктуру для развертывания интеллектуальных устройств в городских районах. Множество приложений для умного города выигрывают от использования одной и той же сетевой инфраструктуры для уличного освещения.

Управление движением

Интеллектуальные системы управления дорожным движением используют аналитику трафика, собираемую счетчиками и классификаторами трафика, для оптимизации движения транспортных средств и пешеходов. Динамическое взаимодействие между детекторами трафика и светофорами позволяет адаптировать освещение движения к уровням заторов, погодным условиям, авариям или другим событиям, которые могут повлиять на транспортный поток.

Управление парковкой

Датчики свободного места на парковке, установленные на столбах уличных фонарей, отслеживают занятость парковочных мест и информируют центр управления, который затем может направить автомобиль к незанятому месту.Эту технологию также можно использовать для отслеживания транспортных средств на предмет нарушений правил парковки и выставления счетов водителям за время парковки.

Мониторинг окружающей среды

Датчики окружающей среды отслеживают изменения качества воздуха, атмосферных условий, погодных условий и температуры. Эти устройства используют оборудование связи в уличных фонарях для отправки данных на платформу IoT и отправки предупреждений о неблагоприятных погодных условиях, чтобы предупредить людей об аномальном климате или потенциальных опасностях, таких как быстро движущиеся торнадо или лесные пожары.

Сдерживание преступности

Уличные фонари, оборудованные IP-камерами и аудиорекордерами, позволяют органам безопасности записывать, проверять и контролировать действия в районах, подверженных авариям и районах с высоким уровнем преступности.

Общедоступные сообщения / цифровые вывески

Сеть уличного освещения может использоваться как сеть общественной информации за счет включения цифровых рекламных щитов и громкоговорителей для оповещения и рекламных целей.

Инфраструктура связи

Точки беспроводного доступа и базовые станции для малых сот могут быть установлены на столбах уличных фонарей для улучшения широкополосного подключения и поддержки сетей 5G соответственно.

Умные уличные фонари

Что такое умный уличный фонарь? От управления на основе расписания до адаптации на основе активации датчиков до интеллектуальных и сетевых систем — концепция интеллектуального уличного освещения постоянно развивается. На данный момент интеллектуальный уличный фонарь можно определить как интеллектуальную систему наружного освещения, которая учитывает контекст своей среды и может подключаться, обмениваться данными и взаимодействовать с другими интеллектуальными устройствами, подключенными по беспроводной сети, и центральной платформой.В контексте Интернета вещей интеллектуальный уличный фонарь или интеллектуальный столб — это хост-терминал для устройств Интернета вещей с функциями обнаружения, срабатывания, идентификации, управления или мониторинга. Конвергенция информации и коммуникаций в реальном времени в структуру Интернета вещей приводит к беспрецедентной управляемости, которая позволяет муниципалитетам и государственным службам раскрыть весь потенциал энергосбережения светодиодного уличного освещения. В то же время уличные фонари и опоры становятся активами Интернета вещей, которые могут поддерживать широкий спектр инициатив умного города за счет использования их повсеместного покрытия в городских районах и доступа к источникам питания и подключению.

Топология интеллектуального уличного освещения от Huawei Technologies Co., Ltd.

Архитектура Интернета вещей для умного уличного освещения

Умные уличные фонари вносят свой вклад в уровень восприятия архитектуры IoT, который также включает в себя уровни сети, транспорта, промежуточного программного обеспечения и приложений. Уровень восприятия — это физический уровень, который занимается идентификацией и сбором объектно-ориентированной информации о физической среде. Сетевой уровень — это уровень передачи, который соединяет вещи вместе и обрабатывает IP-адресацию для устройств IoT и маршрутизацию IP-пакетов.Транспортный уровень предназначен для организации надежной доставки пакетов данных между адресуемыми узлами и обеспечения безопасности приложений и служб, построенных на основе протокола TCP или UDP. Уровень промежуточного программного обеспечения — это уровень обработки, который хранит, анализирует и обрабатывает данные, поступающие с транспортного уровня. На прикладном уровне данные превращаются в ценность. Он определяет и предоставляет различные приложения для управления и мониторинга различных аспектов системы IoT.

Уличные фонари с поддержкой Интернета вещей делают по-настоящему умными не только интеграция элементов управления и датчиков.Не менее полезными являются возможности этих устройств Интернета вещей обмениваться данными по беспроводным или проводным сетям и извлекать знания и полезные идеи из детализированных, генерируемых машиной данных. Эти способности можно разделить на «Общение» и «Платформа». Датчики, исполнительные механизмы, приемопередатчики, шлюзы, маршрутизаторы, встроенные системы, вычислительные серверы и другое оборудование и устройства IoT образуют строительный блок оборудования модели IoT. «Коммуникация» и «Платформа» — это два других основных строительных блока модели IoT.

Платформа Интернета вещей

Платформу IoT часто называют структурой промежуточного программного обеспечения, где разработчики приложений могут использовать подмножество ее компонентов и создавать свои приложения для уличного освещения IoT. Надежный IoT должен иметь возможность 1) управлять перемещением данных и обменом информацией между устройствами IoT и приложениями IoT, 2) выполнять аналитику данных для уточнения, мониторинга и анализа структурированных и неструктурированных данных и 3) обеспечивать аутентификацию, авторизацию и конфиденциальность. , целостность сообщений, целостность контента и безопасность данных для защиты системы IoT.Платформы Интернета вещей упрощают организацию данных с различных узлов и упрощают обмен данными, поток данных, управление устройствами, поддержку безопасности и включение приложений. Платформа оптимизирует и автоматизирует управление инфраструктурой во всем стеке Интернета вещей для безопасного и надежного взаимодействия, совместной работы и совместного использования ресурсов. Программные компоненты платформы IoT могут быть размещены в облаке, локально или размещены в гибридной модели.

Коммуникационные технологии

Потенциал интеллектуального уличного освещения может быть раскрыт только тогда, когда устройства IoT могут обмениваться данными.Коммуникационный блок состоит из сетевого и транспортного уровня. Технология IoT расширяет связь по интернет-протоколу (IP) от компьютерных сетей до различных типов конечных точек и устройств, соединяя коммуникационные интерфейсы через Интернет и открывая эти «вещи» для интернет-сервисов. Транспортный уровень — это уровень сеанса, который генерирует сеансы IoT между приложениями, работающими на двух концах сети. Сетевой уровень — это то место, где работает IP и исходит IP-адрес.Это основной уровень коммуникационного блока.

Для работы на сетевом уровне было разработано множество протоколов и технологий беспроводной связи. Уличное освещение IoT требует подключения в основном на двух уровнях: глобальные сети с низким энергопотреблением на большие расстояния (LPWAN) и беспроводные локальные сети ближнего действия (WLAN). Решения дальнего радиуса действия IoT включают NB-IoT, LTE-M, LoRa, Sigfox и Ingenu. Технологии связи ближнего действия работают в промышленных, научных и медицинских (ISM) диапазонах и включают ZigBee, Z-Wave, Thread, Bluetooth Low Energy (BLE), Wi-Fi и Li-Fi.

В Сан-Диего широко используются камеры и датчики на светодиодных уличных фонарях (ЖУРНАЛ)

В городе Сан-Диего, Калифорния, в настоящее время развертывается, пожалуй, самый крупный проект «умный город» и Интернет вещей (IoT), который еще предстоит осуществить в мире. муниципалитетом.Город уже развернул 2000 интеллектуальных узлов на базе технологий Current, работающих на GE и Intel, и к середине 2019 года размер сети должен удвоиться. Некоторое программное обеспечение и приложения все еще можно описать как испытания или прототипы, но проект представляет собой полноценное развертывание в масштабах города с узлами, установленными на выбранных светодиодных столбах уличного освещения (рис. 1), на которые город ранее устанавливал. твердотельное освещение (SSL) со встроенной беспроводной связью. Новые интеллектуальные узлы включают камеры и другие датчики, подключенные через высокоскоростную сотовую технологию, которые собирают анонимные данные, которые город будет использовать для лучшего обслуживания граждан и посетителей.Эти данные также будут доступны организациям и предприятиям, расположенным в Сан-Диего.

Прежде чем мы углубимся в то, что подключенная система может сделать для города, давайте рассмотрим утверждение, характеризующее проект Сан-Диего как крупнейший проект умного города в мире. Это утверждение сложно доказать или опровергнуть. Интеллектуальные уличные фонари применяются гораздо шире, в которых используется возможность подключения для программного или автономного управления освещением (включение, выключение и затемнение) для оптимизации энергосбережения и, таким образом, снижения затрат.Точно так же такие системы могут упростить техническое обслуживание, снова снижая затраты. В Лос-Анджелесе установлено более 100 000 уличных фонарей, многие из которых подключены с помощью технологии Signify (ранее Philips Lighting). В большей части Майами имеется еще больший портфель подключенных устройств, хотя меньшее количество источников света было модернизировано для светодиодных источников.

Разница в случае Сан-Диего заключается в сложности и возможностях интеллектуальных узлов, которые Current называет CityIQ. Мы рассмотрели эту технологию, связанную с пробным проектом в Портленде летом 2018 года.Узлы поддерживаются партнерством Current, Intel и AT&T Wireless. Intel поставляет микропроцессор и стек IoT. AT&T занимается беспроводным подключением. Компания Current спроектировала узлы, разработала облачное управление и хранилище, а также управляет работой системы как услуги.

Узлы включают датчики, которые могут определять такие вещи, как качество воздуха, температура, скорость ветра и многое другое, наряду с видеокамерами, обращенными вперед и назад. В отличие от Портлендского проекта, Сан-Диего был запущен в масштабах всего города.Эрик Колдуэлл, заместитель главного операционного директора Сан-Диего по интеллектуальным устойчивым сообществам, сказал, что было установлено 2000 узлов из первоначально запланированных 3300 узлов. В районах города к югу от шоссе 52 установлены фонари. После первоначального запуска город впоследствии добавил в планы еще 1000 узлов. Таким образом, по словам Колдуэлла, оставшиеся 1300 узлов из первоначального контракта и дополнительные 1000 будут установлены к середине года.

Теперь остается разница между сетью уличного освещения, такой как в Лос-Анджелесе, и сетью умного города, такой как новая в Сан-Диего.В Сан-Диего есть и то, и другое. Узлы CityIQ в Сан-Диего установлены на столбах уличных фонарей, но подключены через вышеупомянутую сотовую связь. Тем временем в Сан-Диего установлено 14 000 уличных фонарей, подключенных к технологии ячеистой сети Current LightGrid. Узлы CityIQ устанавливаются на выбранных опорах в Сан-Диего рядом со светодиодными светильниками, но не зависят напрямую от светильников и не взаимодействуют с ними. Скорее, узлы CityIQ просто полагаются на столб уличного фонаря для установки высоты и подачи электроэнергии.

Преобладает мнение, что муниципалитеты установят подключенные светодиодные уличные фонари, инвестируя деньги в возможности подключения и управления для максимальной экономии энергии. Вложив эти деньги, муниципалитет мог бы использовать другие приложения умного города. И, конечно же, некоторые города следуют этой дорожной карте с подключенными светильниками, способными обеспечить определенный уровень мониторинга движения или мониторинга окружающей среды. Однако возможности видео в сети Сан-Диего потребуют более высокоскоростного беспроводного соединения, чем может предложить такая технология, как LightGrid; Мобильные сети 4G предлагают необходимую пропускную способность, а новые системы 5G будут еще лучше.

Когда его спросили о создании приложений на существующей системе LightGrid и об использовании этих инвестиций по сравнению с развертыванием второй сети, Колдуэлл поспешил сказать, что он не рассматривает новый проект с этой точки зрения. Вместо этого он сказал, что экономия от установки 14 000 светодиодных уличных фонарей позволила городу инвестировать во второй проект умного города. См. Врезку на стр. 36 для некоторых новых аспектов оригинального проекта светодиодных уличных фонарей.

Подробности развертывания

Возвращаясь к деталям этого проекта, узлы устанавливаются с такой плотностью, как один узел CityIQ, каждые 100 футов в таких областях, как центр Сан-Диего, и менее плотно в некоторых других областях.Сан-Диего известен своим районом газовых фонарей в центре города и вездесущими светильниками в историческом стиле в стиле желудей. На такие декоративные опоры узел CityIQ устанавливается под светильником (рис. 2). В традиционных уличных фонарях типа «кобрахед» узел размещается на конце монтажного кронштейна опоры непосредственно перед светильником (рис. 3). Во всех случаях установка обеспечивает двойным камерам поле обзора на 360 ° (рис. 4). На некоторых декоративных опорах к опоре прикреплены два светильника в виде желудей.В таких случаях интеллектуальный узел устанавливается на светильник, расположенный ближе к улице, а другой светильник устанавливается на фиктивное шасси интеллектуального узла (рис. 5).

РИС. 2. На уличных фонарях в стиле желудей в районе Газовых фонарей узлы CityIQ устанавливаются между верхом столба и светодиодным светильником. Вы можете увидеть выступающие радиоантенны в верхней части узла возле основания светильника.

Действительно, любой столб имеет возможность контролировать тротуар за столбом и площадь улицы перед столбом.В случае узких улиц камера может даже контролировать противоположную сторону улицы и тротуар. В других случаях столбы на противоположной стороне более широкой улицы также могут иметь узлы CityIQ.

Установка и ввод в эксплуатацию узлов довольно сложны — намного сложнее, чем установка и ввод в эксплуатацию базового умного уличного фонаря. Мы писали о том, как компания Georgia Power использует GPS-радио в светильниках и настройки конфигурации, хранящиеся в драйвере светодиодов, чтобы ввод в эксплуатацию умных светодиодных уличных фонарей производился по принципу plug-and-play.Эта возможность поддерживается компанией Current, а также другими поставщиками светодиодных светильников.

Однако камеры в узлах Сан-Диего значительно усложняют процесс ввода в эксплуатацию, возможно, по причинам, которые изначально не очевидны. Колдуэлл объяснил, что установка должна признавать концепцию скручивания — концепцию, восходящую к старому английскому общему праву. Камеры не могут фиксировать какие-либо данные / действия, связанные с частной собственностью. Камеры используются для съемки активности на полосе отвода, в том числе на тротуарах и улицах, но не в частных зданиях или даже на частной парковке.

РИС. 3. На уличных фонарях Cobrahead узлы CityIQ прикрепляются к монтажному кронштейну, идущему от столба сразу за светодиодным светильником.

Бригада, устанавливающая каждую камеру, должна определить точную долготу и широту точки на поверхности, с которой камера будет захватывать каждый пиксель данных. Так называемое геокодирование используется для существенного блокирования записи пикселей, которые могут быть связаны с частной собственностью.

Приложения для умных городов

Выполнив 2000 таких установок и подсчитав, вы можете спросить: «Что город Сан-Диего сделал с данными?» В настоящее время он собирает необработанные данные, такие как количество автомобилей и пешеходов, проезжающих через узел, а также данные об окружающей среде.Колдуэлл сказал, что цель состоит в том, чтобы определить, «как это может помочь нам лучше управлять бизнесом в Сан-Диего?»

Город создает базовые приложения и работает с некоторыми партнерами в экосистеме Current. В настоящее время в пресс-релизе по проекту говорится, что Genetec, Xaqt, ShotSpotter и CivicSmart, возможно, работают с городом.

Колдуэлл не стал обсуждать детали того, что могут предоставить третьи стороны, но выделил оптимизацию парковки как верную цель. Он сказал, что город надеется достичь 80% коэффициента использования своего портфеля парковочных мест.Сан-Диего пытался отслеживать использование с помощью сотрудников правоохранительных органов, датчиков на счетчиках и транзакций, обрабатываемых компаниями, выпускающими кредитные карты. Но с помощью таких методов нельзя было определить случаи, когда одна машина могла уехать до истечения оплаченного времени в пространстве, или же другая машина заняла это оплаченное место. Данные датчика камеры намного точнее. Используя традиционные методы, Сан-Диего опасался, что коэффициент использования составит всего 60%, но камеры подтвердили, что в некоторых местах коэффициент использования приближается к 90%.

РИС. 4. Камеры расположены по обе стороны от интеллектуального узла, что позволяет снимать поле обзора в 360 °, то есть как на тротуаре, так и на улице.

Тем не менее потенциал намного больше. Колдуэлл сказал: «Мы создаем некоторые приложения внутри компании, которые могут сделать данные доступными для многих различных руководителей в городе». Возможно, что более важно, данные будут доступны местным организациям и даже коммерческим предприятиям. В рамках нашего интеллектуального освещения мы регулярно размышляем, кому будут принадлежать данные в сценариях SSL, подключенных к Интернету вещей.В Сан-Диего, похоже, он будет распространен на благо общества.

Например, к Колдуэллу обратился директор музея, расположенного в парке Бальбоа. Этот центральный парк когда-то был местом проведения всемирной выставки, в нем находится знаменитый зоопарк Сан-Диего, более десятка музеев и другие достопримечательности. Директор музея хотел узнать, может ли он получить доступ к проходящему мимо пешеходу для сравнения с количеством реальных посетителей. Организация Колдуэлла сможет обслуживать такие запросы через API (интерфейсы прикладного программирования).

Анонимные данные

Мы спросили Колдуэлла о логистике такого сотрудничества, особенно о правилах конфиденциальности и даже о влиянии на систему IoT. Колдуэлл сказал: «Преимущество узла Current состоит в том, что данные, поступающие с узла уличного освещения, анонимны». Отсутствует врожденная способность распознавать лица или номерные знаки. Колдуэлл добавил: «Здесь нет ничего, что позволило бы вам сыграть эту роль« Большого брата »».

РИС.5. Некоторые опоры в виде газовых фонарей имеют двойные светодиодные осветительные головки. Как видно на изображении, антенны присутствуют на узле под светильником справа. Светильник слева расположен на шасси фиктивного узла. Следующий столб с двумя светильниками чуть дальше по улице может не иметь установленного узла, и в этом случае светильники крепятся непосредственно к столбу на высоте центрального декоративного элемента на столбе.

Тем не менее, мы думали об использовании камер для обнаружения преступлений. Колдуэлл ответил: «Мы никогда не применяли эту систему по прямому назначению с правоохранительными органами.Колдуэлл признал, что будут случаи, когда кадры могут быть использованы полицией в случае крупного преступления.

Колдуэлл сказал: «Если у вас есть информация, которая может раскрыть преступление, вы обязаны ее предоставить». Отдельные узлы хранят видеоматериалы за пять дней. И в таких исключительных уголовных делах полиция могла обратиться к Current для получения реальных видеозаписей. Но Колдуэлл сказал, что в его офисе нет доступа к таким оригинальным материалам. Он также отметил, что в системе нет положений о продлении пятидневного срока хранения или о нарушении концепции скручивания.

Тем временем такие организации, как музей в парке Бальбоа, получают ценную информацию о схемах движения транспорта. Спорадический доступ к таким данным не влияет на пропускную способность или вычислительную мощность системы. Колдуэлл заявил: «Игра меняется, когда организации находят способы использовать данные». Он добавил: «Это новые данные. И это хорошие данные «.

Цели «умного города»

Заглядывая в будущее, Колдуэлл снова подчеркнул, что основной идеей было развертывание в масштабах города с самого начала.Он прогнозирует, что данные помогут в городском планировании, проектировании дорожного движения, влиянии и успехе особых событий, а также во многих других аспектах, которые принесут положительные выгоды сообществу и его гражданам.

Тем не менее, у Сан-Диего неоднозначное прошлое в отношении некоторых городских проектов, таких как ремонт улиц. Десять лет назад на город повлиял обвал рынка и некорректное управление пенсионным фондом. Эти реалии уже давно повлияли на способность города инвестировать в инфраструктуру. На первый взгляд, город, который привлекает туристов с прекрасной круглогодичной погодой, не ожидал, что он станет пионером технологии умного города.

Мы спросили Колдуэлла, получил ли тот факт, что светодиодные уличные фонари в первую очередь, а во-вторых, проект умного города, муниципальное финансирование и поддержку из-за окупаемости или возврата инвестиций. «Вот что упрощает эту задачу», — сказал Колдуэлл. «Но это технология, которая помогает нам делать все остальное лучше».

Например, Колдуэлл упомянул выбоины на улицах. Он сказал, что город надеется использовать камеры для наблюдения за состоянием улиц. Он ожидает, что сможет использовать искусственный интеллект (ИИ) для автоматического обнаружения выбоин и оповещения бригад технического обслуживания или даже для обнаружения выбоины в процессе строительства.Он ожидает, что появятся приложения для ухода за деревьями и ландшафтами, а также для выявления проблем с мусором.

Promise Zones

Последнее отличие проекта в Сан-Диего заключается в том, где в первую очередь будет развернута технология. Город ориентирован в первую очередь на обещанные зоны — федеральное определение для бедных сообществ, где федеральное правительство работает с местными чиновниками для повышения экономической активности.

Колдуэлл сказал, что Сан-Диего стремится сначала развернуть новые приложения в обещанных зонах.По его словам, более типичным является то, что более богатые районы первыми получают доступ к новым муниципальным технологиям. Но в текущем проекте умного города произойдет обратное.

Оглядываясь назад сначала на развертывание светодиодных уличных фонарей, а затем на последующий проект «умного города», Колдуэлл заключил: «Это было захватывающе для нас. И мы надеемся, что это можно будет использовать в качестве модели ».

Измерение энергии в светодиодных светильниках позволяет сэкономить

Хотя основная статья здесь была посвящена передовым технологиям и приложениям умного города, Сан-Диего также продолжает улучшать свою финансовую прибыль по сравнению с затратами на электроэнергию.Действительно, когда Current, powered by GE, объявила о ключевых этапах проекта умного города еще в ноябре, компания объединила новости о новых измерениях энергии в портфеле подключенных уличных фонарей, насчитывающем в общей сложности 14 000 светильников.

Использование счетчиков энергии или мощности в светильниках — не новая концепция. Но, как мы писали в прошлом в обзоре конференции по уличному и территориальному освещению (SALC) Общества инженеров по освещению (IES), коммунальные предприятия подвергли сомнению точность интегрированных счетчиков.Конечно, коммунальные предприятия могут также предпочесть простоту установленных тарифов и тот факт, что такие тарифы, как правило, были выше, чем фактическое использование. Более того, управление потоком фактических данных об использовании было головной болью логистики.

Эрик Колдуэлл, заместитель главного операционного директора Сан-Диего по интеллектуальным устойчивым сообществам, сказал, что город работал с коммунальным предприятием San Diego Gas & Electric (SDG & E), и потребовалось несколько лет, чтобы перейти к точному учету. Он сказал, что подключенные светодиодные светильники, установленные по всему городу, имеют возможность измерения с момента их установки.

Действительно, это было совместное заявление Current и SDG & E, в котором было объявлено о новых возможностях. Дуэт сказал, что они предприняли шестимесячный совместный проект по разработке программного обеспечения для измерения. Программное обеспечение позволяет системе Current LightGrid автоматически взаимодействовать и передавать данные об энергопотреблении в биллинговую систему SDG&E.

Сан-Диего прогнозирует, что измерение потребления энергии приведет к дальнейшему сокращению расходов на уличное освещение на 25 000 долларов в год.«Использование компанией SDG&E данных сторонних счетчиков было новинкой, но объединение этой возможности с концепцией, основанной на потреблении, является новаторским, — сказал Колдуэлл. «Приятно видеть, как наши команды и дальше предоставляют решения, которые приносят прямую пользу сообществам, которым мы служим».

—Maury Wright

Интеллектуальная система уличного освещения потребляет на 80 процентов меньше электроэнергии

Из всех существующих советов по энергосбережению, вероятно, наиболее часто слышен тот, который мы слышим чаще всего — не оставлять свет включенным, когда выходим из комнаты.Это хороший совет, но города по всему миру не следуют ему одним ключевым способом — их уличные фонари горят всю ночь, даже когда на улице никого нет. Технологический университет Делфта в Нидерландах экспериментирует с новой системой уличного освещения в своем кампусе, в которой уличные фонари, оборудованные датчиками движения, тускнеют до 20% мощности, когда поблизости нет людей или движущихся транспортных средств. Считается, что система снижает потребление энергии и выбросы CO2 до 80 процентов, а также снижает затраты на техническое обслуживание и снижает световое загрязнение.

Выпускник Delft Management of Technology Чинтан Шах разработал систему, которую можно добавить к любому уличному фонарю с регулируемой яркостью. Освещение происходит от светодиодных лампочек, которые срабатывают по датчикам движения. Когда человек или автомобиль приближается, их движение фиксируется ближайшим уличным фонарем, и его световой поток достигает 100 процентов. Поскольку все огни связаны друг с другом по беспроводной сети, окружающие огни также включаются и снижаются до 20 процентов только после того, как проезжающий пригородный поезд проезжает через них.По сути, это создает «лужу света», которая предшествует и следует за людьми, куда бы они ни пошли, поэтому любые головорезы, скрывающиеся в этой области, должны быть хорошо заметны заранее.

Система беспроводной связи фонарей также позволяет им автоматически уведомлять центральную диспетчерскую при возникновении сбоев (например, перегоревших лампочек). Это должно значительно упростить обслуживание, так как экипажи будут точно знать, куда и когда идти.

Некоторые тонкие настройки все еще продолжаются, чтобы свет не активировался такими вещами, как качающиеся ветки или блуждающие кошки.Тем временем Шах основал дочернюю компанию под названием Tvilight для продвижения технологии Делфта. Он утверждает, что муниципалитеты, использующие систему, должны окупить себя в течение трех-четырех лет использования.

Тысячи уличных фонарей Сан-Диего оснащены датчиками и камерами. Вот что они записывают.

Если вы стоите под уличным фонарем почти в любом месте Сан-Диего, велики шансы, что он будет делать больше, чем просто излучать то знакомое городское сияние в ночи.Скорее всего, он наблюдает за вами, отслеживает ваше движение и многое другое.

Всего к середине 2020 года Сан-Диего планирует установить 4200 интеллектуальных сенсорных узлов на уличных фонарях, сказал в интервью директор по экономическому развитию города Эрик Колдуэлл.

У нас так много вопросов, и мы предполагаем, что вы тоже.

Какие данные собирают датчики? Некоторые уличные фонари оснащены миниатюрными камерами — используются ли они для наблюдения? И кто вообще может получить доступ к этим данным?

Вот что мы знаем об этих интеллектуальных датчиках.

Что они отслеживают и какие данные собирают?

Атмосферные данные: Около 3200 умных уличных фонарей по всему городу оснащены датчиками, которые определяют такие атмосферные данные, как температура воздуха, давление и влажность.

Видеокамеры: Кроме того, некоторые умные уличные фонари также оснащены видеокамерами и аудиоустройствами. «Есть 2942 уличных фонаря, которые оснащены видеокамерами», — сказал Колдуэлл в электронном письме в газету The San Diego Union-Tribune.По его словам, в настоящее время устанавливаются еще 250 ламп с видеооборудованием.

Аудиодатчики: Уличные фонари со звуковыми функциями еще не задействованы и не включены, сказал Колдуэлл, хотя он не сказал, будут ли включены эти звуковые возможности и когда это произойдет.

Данные отправляются в облако: В документе, в котором город описывает свою программу интеллектуального уличного освещения, говорится, что метаданные, собранные этими датчиками, будут подключаться к облачной базе данных General Electric «CityIQ», которая включает такие данные, как «количество лица, которые проезжали мимо местности в определенное время », но не будут включать« личную информацию об этих людях.”

Интерактивная карта показывает, где расположены умные датчики в Сан-Диего. В центре города их концентрация. Снимок экрана

Где расположены эти датчики?

Датчики установлены по всему городу с большой концентрацией в центре.

Интерактивная карта показывает точное местоположение каждого узла, но неясно, какие из них оснащены камерами и микрофонами, а какие могут обнаруживать движение.

Они в моем районе?

Районы с наибольшей концентрацией интеллектуальных датчиков включают Маленькую Италию, Бэнкерс-Хилл, Норт-Парк, Хиллкрест, Юниверсити-Хайтс, Нормальные высоты, Пасифик-Бич, Оушен-Бич, Ла-Джоллу и части долины Кармель вдоль Дель-Мар-Хайтс-роуд и Кармел-Вэлли-роуд.

Посмотрите эту карту, чтобы найти все сенсорные узлы в вашем районе.

Для чего используются камеры?

Камеры в уличных фонарях могут записывать как видео в реальном времени, так и видеоданные, в зависимости от города. Камеры хранят видеозапись до пяти дней, а затем удаляют ее, сказал Коди Хувен, директор по устойчивому развитию города Сан-Диего, в интервью 10 News KGTV.

Диапазон движения и видимости камер на уличных фонарях неясны.

Хувен сказал, что видеоматериалы предназначены для помощи полиции в раскрытии преступлений, и что полиция сможет запрашивать кадры или изображения только после совершения преступления. Пока неясно, будет ли полиция отслеживать мелкие правонарушения.

KGTV 10 News сообщило, что с августа полицейское управление Сан-Диего использовало видео с этих камер для 46 расследований.

Кто имеет доступ ко всем этим данным?

Аудио и видео данные доступны только «сотрудникам правоохранительных органов, уполномоченным начальником полиции и в соответствии с политикой Департамента полиции», — сообщает город.

Однако неясно, может ли полиция Сан-Диего поделиться этими данными с правоохранительными органами, такими как Департамент шерифа Сан-Диего, или федеральными агентствами, такими как ФБР, Департамент внутренней безопасности, иммиграционной и таможенной полиции или Агентство по борьбе с наркотиками.

Все другие данные, кроме видео или аудио, или любые данные, которые включают «личную информацию и / или биометрическую информацию», в зависимости от города, могут быть доступны общественности через интерфейс прикладного программирования или API.

Как городские власти заверяют общественность в конфиденциальности?

Технология распознавания лиц — камеры и компьютеры, которые могут захватывать, хранить и распознавать человеческие лица — стали обычным инструментом в таких местах, как порты въезда и аэропорты. Но за последние 10 лет правоохранительные органы Сан-Диего внедрили эту технологию, используя iPad или мобильное устройство, чтобы сфотографировать человека в наручниках и загрузить его в базу данных. Им пользуется полицейское управление Сан-Диего.

Считыватели номерных знаков более распространены. В 2017 году город Карловы Вары установил автоматические считыватели номерных знаков на опорах и патрульных машинах, сообщает Union-Tribune. В то время более 200 агентств в штате, включая департамент шерифа округа Сан-Диего, использовали такую технологию.

Городские власти подчеркивают, что умные уличные фонари не читают номерные знаки и не распознают лица.

«Это не система наблюдения, никто не смотрит ее 24 часа в сутки», — сказал Колдуэлл KSWB-TV Fox 5.

Публичное собрание в среду было первым в своем роде, чтобы развеять опасения общественности по поводу возможностей наблюдения за уличными фонарями. В электронном письме Колдуэлл сказал, что, вероятно, состоятся и другие встречи, но он сказал, что ни одна из них еще не запланирована.

Эл. Почта: [email protected]

Твиттер: @RunGomez

Слушайте разговор на Soundcloud или где бы вы ни находили свои подкасты.

светодиодный уличный фонарь солнечный 40W с датчиком

Farola солнечная пара сумеречная с детектором движения, 40 светодиодов, солнечная панель, идеальная пара освещенных звонков, входов, патио и садов. Garantiza una iluminación Potente y duradera en espacios exteriores sin conexión eléctrica. La carga máxima se alcanza después de 11-12 horas deposición solar y garantiza luz los 365 días del año .

Ideal para calles, aparcamientos, plazas, entradas y jardines. Устойчив к внутренним температурам и внешним агентам ( сертификат водонепроницаемости IP65) . La vida de la lámpara es garantizada por 50000 horas gracias a su batería de litio 15,000 mAh y a su panel solar.

Una vez montada no Requiere ningún tipo de mantenimiento, exceptuando una limpieza superficial del panel en caso de excesiva Suciedad.

Su funcionamiento es automático gracias и su sensor óptico crepuscular que se activa al anochecer.

Funcionamiento:

La luz se enciende automáticamente al anochecer con luminosidad reducida del 50% hasta por la mañana.

Интегрированный датчик активен с максимальной интенсивностью движения 30 секунд, и вы обнаружите, что у вас есть доступ к 4–5 метро.

Atención: el palo no secluye en el Precio. Рекомендуемая установка: 4–5 метро.

La farola está disponible en blanco frío (6000 ° K). La temperatura de color indicada puede sufrir oscilaciones соответствует единственной толерантности на 7%.

Солнечный уличный светильник для сумеречной улицы с детектором движения, 40 светодиодов, солнечная панель, идеально подходит для освещения улиц, входов, патио и садов. Обеспечивает мощное и продолжительное освещение вне помещений без подключения к электросети.Максимальная нагрузка достигается после 11-12 часов пребывания на солнце, а гарантирует свет 365 дней в году .

Идеально для улиц, парковок, площадей, подъездов и садов. Стойкость к атмосферным воздействиям и внешним воздействиям (сертификат водонепроницаемости IP65) . Срок службы лампы составляет 50000 часов благодаря литиевой батарее емкостью 15 000 мАч и солнечной панели.

В собранном виде не требует никакого обслуживания, за исключением поверхностной очистки панели в случае чрезмерного загрязнения.

Его работа автоматическая благодаря сумеречному оптическому датчику, который активируется в сумерках.

Функционирование:

Свет включается автоматически в сумерках с пониженной яркостью на 50% до утра.

Встроенный датчик активирует свет с максимальной интенсивностью на 30 секунд, если он обнаруживает присутствие в пространстве 4-5 метров, до тех пор, пока он не перестанет обнаруживать движения.

Внимание: флешка в цену не входит.Рекомендуемая высота установки: 4-5 метров.

Уличный светильник доступен в холодном белом цвете (6000 ° K). Указанная цветовая температура может колебаться с погрешностью 7%.

Умные уличные фонари будущего

Умные уличные фонари представляют собой экономичное решение для городов, стремящихся снизить потребление энергии, повысить общественную безопасность и способствовать дальнейшему развитию интеллектуальной инфраструктуры.

Для городов, желающих инвестировать в интеллектуальные технологии, интеллектуальное уличное освещение дает возможность получить огромные выгоды при относительно небольших вложениях.В своей простейшей форме сетевое светодиодное освещение обещает снизить затраты на электроэнергию за счет использования детекторов движения, обеспечивающих освещение только при необходимости. Помимо энергоэффективности и расширенных возможностей освещения, градостроители, стремящиеся использовать интеллектуальные возможности на основе данных, могут использовать сети умных уличных фонарей в качестве основы для создания мощных приложений умного города.

Хотя существует множество инициатив «умного города», которые могут принести пользу как чиновникам, так и горожанам, адаптивное освещение предлагает городским планировщикам максимальную отдачу от вложенных средств.Прежде всего, это можно реализовать по частям и без капитального ремонта существующей инфраструктуры — просто заменив уличные фонари, которые уже необходимо модернизировать.

Умные уличные фонари могут быть оснащены широким спектром датчиков и камер для сбора критически важных данных, помощи городам в принятии обоснованных решений и повышения удобства использования города для жителей. Помимо Интернета вещей (IoT), уличные фонари могут обмениваться данными друг с другом по беспроводной сети, отслеживая условия движения, отслеживая обновления технического обслуживания, предупреждая должностных лиц о потенциальных рисках безопасности и т. Д.

Легко масштабируемые и чрезвычайно гибкие интеллектуальные системы освещения, скорее всего, будут в авангарде городского развития, поскольку города начинают делать рывок в будущее.

[Bonus_box link = ’https: //info.coolfiresolutions.com/comptia-research-report-building-smarter-cities-and-communities’ text = ’Отчет об исследовании CompTIA: создание более умных городов и сообществ»]

Использование умных уличных фонарей

По оценкам

Navigant Research, к 2023 году будет использоваться 100 миллионов светодиодных уличных фонарей, по одному на каждый прибор HPS.Эти умные фонари помогут городам снизить затраты на электроэнергию, снизить выбросы CO2 и улучшить техническое обслуживание. Благодаря автоматическому регулированию яркости, планированию и множеству других возможностей города могут сократить расходы на электроэнергию на 50-75% за счет интеллектуального уличного освещения.

Но энергоэффективность — это только начало. Мониторинг качества воздуха, управление движением, доступный общественный Wi-Fi, камеры видеонаблюдения, устройства обнаружения выстрелов и цифровые вывески / реклама — все это представляет собой жизнеспособных кандидатов для внедрения в инфраструктуру городского уличного освещения.По данным Silver Spring Networks, приложения общественной безопасности могут снизить уровень преступности до 10%.

Интеллектуальное освещение в действии

Умные уличные фонари появляются в городах по всему миру, что дает многообещающие результаты с точки зрения безопасности и энергосбережения. Чикаго возглавляет проект стоимостью 160 миллионов долларов по замене 85% уличного освещения в городе — инициатива, согласно которой, по проектам мэрии, потребление энергии снизится на 50-75%.

Лос-Анджелес установил умные уличные фонари на 80% дорог. Эти подключенные фонари оснащены светодиодными лампами и беспроводной связью 4G LTE, а также датчиками, способными обнаруживать выстрелы и другие угрозы общественной безопасности. Только за первый год в Лос-Анджелесе удалось сократить расходы на электроэнергию на 63% в дополнение к улучшенному общегородскому сотовому обслуживанию.

В Далласе, штат Техас, программа Smart Cities Living Lab разрабатывает несколько проектов в историческом районе Вест-Энд.Город в партнерстве с AT&T установил 23 умных уличных фонаря со светодиодными лампами, а также дополнительные устройства, которые могут управлять парковкой, орошать газоны и контролировать качество воздуха. С начала реализации этой инициативы в Вест-Энде произошло снижение затрат на электроэнергию на 35%, увеличение доходов местного бизнеса на 12% и снижение преступности на 6%. Если программа будет реализована на 85 000 световых фонарей Далласа, город ожидает ежегодной экономии примерно 90 миллионов долларов.

По мере того, как Скенектади, штат Нью-Йорк, развертывает интеллектуальное уличное освещение по всему городу, мэр Гэри Маккарти изучает дальнейшие способы использования технологий Интернета вещей.В городских светодиодных фонарях используются датчики движения, которые затемняют, когда нет движения, и вся сеть доступна через безопасный веб-браузер. Световые посты Schenectady будут оснащены HD-камерами для улучшения транспортного потока и защиты безопасности граждан. Маккарти также считает, что эти камеры могут улучшить работу по обслуживанию города, например, делая один снимок уличной поверхности в месяц в течение трех-пяти лет.

ROI для инициатив Smart Light

По состоянию на 2017 год рынок подключенных уличных фонарей стоил 3 доллара.59 миллиардов и, по прогнозам, к 2024 году достигнет почти 9 миллиардов. В настоящее время наибольшая доля рынка принадлежит Европе — 34%, за ней следуют Северная Америка и Азия. Поскольку в интеллектуальное освещение вкладываются значительные средства, городским властям важно продемонстрировать ценность интеллектуальной инфраструктуры не только с точки зрения ее ценности для граждан, но и с точки зрения ее потенциальной отдачи от инвестиций (ROI).

К счастью, окупаемость умных уличных фонарей быстрее и выше, чем у большинства других инициатив умных городов, при этом в большинстве отчетов оценивается сокращение затрат на 70-75%.Переход на светодиодные лампы обеспечивает существенную (и очень измеримую) краткосрочную окупаемость инвестиций, что открывает путь для одновременного внедрения технологий с более длительной окупаемостью и труднодостижимой окупаемостью инвестиций, таких как мониторинг трафика в реальном времени.

Анализ Silver Springs показывает, что одни только светодиодные лампы окупятся примерно за восемь лет, в то время как лампы с поддержкой Интернета вещей окупятся всего за шесть лет. Хотя добавление возможности подключения может увеличить начальные затраты на 20%, ожидается, что это обеспечит дополнительную экономию на 30% или более в течение всего срока службы лампы, который может прослужить до 20 лет.

Инициативы по подключению уличных фонарей приобретают все больший смысл. Успешные тематические исследования накапливаются, затраты на оборудование снижаются, а городским планировщикам становится все проще и легче получить общественную поддержку. Краткосрочная окупаемость инвестиций за счет основных возможностей умных уличных фонарей становится все более неоспоримой.

Но большие возможности связаны с дополнительными возможностями — огромным и разнообразным массивом данных, которые можно собирать и преобразовывать — от необработанной информации до разведданных и действий.Транспортные департаменты могут нести ответственность за развертывание умных сетей уличного освещения, но все городские департаменты получают выгоду — от жилищного строительства до труда, правоохранительных органов, энергетики и т.