基于Echelon公司电力载波通信技术的路灯单灯控制解决方案.pdf
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1、P 基于E c h e l o n 公 司电力载波通信技 术的路灯单灯控制解决方案 S t r e e t Li g h t Co n t r o l S y s t e m Ba s e d o n Ec h e l o n Po we r Li n e Te c h no l o g y 刘 永 生 ( 美国E c h e l o n 公司北京代表处,北京市 1 0 0 0 2 7 ) 【 摘要】 【 关键 词】 Li u Yo n g s h e n g ( R e p r e s e n t a t i v e o f E c h e l o n C o r p , B e i j i
2、 n g 1 0 0 0 2 7 ) 基于美国E c h e lo n公司的电力载波通信技术,可以构建一个实现单个路灯控制功能的路灯解决 方案,该解决方案已经应用在欧洲的很多城市。系统的实施,使得城市路灯管理部门降低了路 灯系统的运营成本,提高了路灯系统的服务效率。这种路灯系统可以节省5 0 的能源支出,节 约3 0 的维护成本支出,是实现绿色、节能城市的重要手段。 电力线载波通信 iL o n 智能服务器 自动中继通信技术 S O A P 接口 S L V管理软件 地理信息系统 Ab s t r a c t : T h e p a p e r i n t r o d u c e s a s
3、t r e e t l i g h t c o n t r o l s y s t e m b a s e d o n E c h e l o n p o we r l i n e t e c h n o l o g y I n t h i s s y s t e m, e v e r y s t r e e t l i g h t i s e mb e d d e d a p o we r l i n e c o mmu n i c a t i o n c h i p a n d c a n b e c o n t r o l l e d i n d e p e n d e n t l y
4、Th i s s o l u t i o n h a s b e e n u s e d i n ma n y c i t i e s i n E u r o p e T h e s y s t e m c a n s a v e u p t o 5 0 E n e r g y a n d a s s o c i a t e d CO2 E mi s s i o n s , r e d u c e ma i n t e n a n c e c o s t s , e n h a n c e t h e q u a l i t y o f t h e l i g h t i n g s e r
5、v i c e e t c I t S a g o o d s o l u t i o n f o r b u i l d i n g a g r e e n a n d e n e r g y s a vi ng c i t y Ke y wo r ds :Po we r Li n e Ca r r i e r Co mmu ni c a t i o n Te c hno l o g y i Lo n Sma r t S e r ve r Re pe a t i n g T e c hn ol ogy SOAP I n t e r f a c e St r e e t l i g h t V
6、i s i o n S of t wa r e GI S 引言 城市路灯照明 ,是现代化城市 的重要公共设 施 ,路灯 照 明因此成 为一个 城市 电能支 出的重要 部 分。但是没有实现控制的路灯却存在大量能源浪费的 情况 ,虽然有一些解决方案 ,比如按时隔一盏路灯关 闭一盏路灯 ,或者在一个路灯区域的变压器端加装控 制等等,这些方案实现了一定程度的节能效果 ,但是 却存在一些不足的地方,比如路面照度不均匀,不能 实现单个路灯 的状态监测等 ,而基于美 国E c h e l o n 公 司电力载波通信技术的路灯单灯 控制系统 ,能够实现 最佳节能,保持路面照度均匀,实现单灯状态监控, 有效降低
7、维护成本等,是构建绿色路灯照明,实现节 能型城市的有效手段 。 1 基于E c h e l o n 公司 电力载波技术 的路灯单灯控制系 统 图1 为基于E c h e l o n 公司电力载 波技术 的路灯单灯 控制系统 的结构框图。 采用这样的系统 ,能够为城市路灯管理机构或 路灯维护公 司带来节能和节省维护成本 的效果 ,同时 也能够提高服务质量,并对提升公共安全方而有一定 收稿 日期:2 0 1 0 0 2 2 5 作者简介 :刘永生 ,男 ,高级应 用工程师 ,硕 士,任职于 美国埃 施朗公 司北京办事处 ,主要从事L o n w o r k s 技术的售后 支持工作。 图1基于E
8、c h e l o n 公 司电力载波技 术 的路灯单灯控制系统结构框 图 该系统具有性能可靠,易于升级的特点。 系统主要 的构成部分包括 : 1 ) 使用基于标准的电力载波技术的路灯单灯控 制器 2) i L o n 智能服务器 3 )基于S O AP 接 口的监控中心软件 1 1单灯智能控制器 在每一个 路灯 中 ,都嵌 入一个基 于美 国E c h e l o n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 公 司 电力载波 芯 片 的智 能控 制 器 ,在路灯 控 制器 和 i L o n 智能服务器之间使用电力线载波进行通信 ,这样 做的好处是,不需要额外的通信线
9、路 ,数据通信信道 和路灯供电共用供电信道。每一个单灯控制器均包含 物理地址和逻辑地址 ,这便 于和GI S 系统匹配 。 美国E c h e l o n 公司的电力载波通信技术 ,现在已 经被采纳为多个 国家和 国际组织 的标 准 ,包括 : 1 )国际标准 ,I S O I E C 1 4 9 0 8 , 2 )欧洲标准 ,E N 1 4 9 0 8 , 3 )中国国家标准性指导 文件 ,GB Z 2 0 1 7 7 , 4)美 国国家标准 ,A NS I C E A7 0 9 已有 超过 三 千万 的基 于该技 术 的 电力 载 波设 备 应用在世界各地 的智能 电网 、工业控制 、智
10、能家庭 、 交通控制等领域 。 美 国E c h e l o n 公 司的 电力载 波的通信 芯片 为 P L 3 1 2 0 P L 3 1 5 0 ,这两种芯片 内置I S O 1 4 9 0 8 控制 网络 协议 ,采用B P S K的调制方式传输信号 ,通信速率在 C波段 的情况下 为5 4 k b p s 。 P L 3 1 2 0 P L 3 1 5 0 的B P S K 技 术 ,称 为二进 制相移 健控 ( B i n a r y P h a s e S h i f t Ke y i n g) 调 制技术 ,当工 作在c波段时 ,有两个载波频率 :第一载波频率为 1 3 2 k
11、 H z ,第二载波频率为1 1 5 k Hz 。第一载波频率具 有更好 的畸变纠正能力和更强大 的数据包分辨能力 和 抗噪声能力,第二载波频率比第一载波频率的误差校 正能力 强 。E c h e l o n 把 噪声抑 制和畸变 纠正 的专利算 法技术应用到数字信号处理( Ds P ) 内核中。这些性能 使得收发器可 以纠正 电力线信号 中多种多样 的干扰 , 包括脉冲噪声 ,连续音频噪声 、相位畸变等 。 智能路灯控制器的结构如图2 所示。其主要的构 成部分有 :P L 3 1 2 0 P L 3 1 5 0 智能电力线收发器,耦合 电路 ,电源 ,整流器 电路和灯具等组成 。 -T -
12、图2 电力载波智能路灯控制器结构框图 单灯 控制器使用 基于I S O 1 4 9 0 8 标 准 的电力载波 通信技术与路灯区域控制器i L o n 智能服务器通信,可 以接受来 自智能服务器中心控制软件的命令,包括灯 的开 关 ,以及亮度调节命令 ,并对灯具实施相应的 控制。同时,该控制器还能够测量供电电压,电流 , 功率 ,功率因数 ,整流器温度 ,整流器运行时间 ,以 及消耗的电能等数据,并提供报警信息。这些数据可 以由中心控制软件通过i L o n 智能服务器进行读取。 目前市场上有多家公司提供该类的智能路灯控 制器可供用户选择,包括国内和国外的厂商。这样, 在客户选择产品构建系统
13、的时候 ,有较大的选择余 地 ,用 户从 而可以得到最佳性价 比的产品。 对 于一个 路灯 系统 来说 ,使 用寿命 可 能长 达3 O 年 ,多种产品可以提供用户在以后 系统的维护和升级 中,可以使用不同公司的产品,而这些产品使用同样 的通信技术和数据结构,不会产生兼容性的问题。这 给最终用户带来的好处是 ,在整个系统的生命周期 中 ,系统的运 营成本 可以达到最低 。 智 能路灯 控制 器 可 以根 据需 要 ,安装 在路 灯杆 的顶部或底部。当控制器检测到报警时,能够提供报 警信息供i L o n 智能服务器和中心监控软件,从而为后 续的工作提供依据。 每一个单灯路灯控制器 中的应用程序
14、 ,可 以实 现在线 升级 ,这样同样 的硬 件可以通过软件升级来提 供更加先进 的功能 。 1 2路灯 区域控制设备i L o n 智能服务器 i L o n 智能服 务器如 图3 所示 ,是 实现路灯单 灯控 制系统的重要 的硬件设备 ,它安装在路灯区域控制 箱中,使用I S O 1 4 9 0 8 的电力载波通信技术和路灯单 灯控制器通信 ,与控制 中心的通信可以使用GP R S mo d e m、以太 网 、wi F i 网络或者AD S L mo d e m等。 图3 i L o n 智能服务器 i L o n 智能服务器 中内置多种功能 ,包 括 : 时序调度功能, 报警功能 类
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- 基于 Echelon 公司 电力 载波通信 技术 路灯 控制 解决方案
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