基于NB-IOT窄带物联网智能路灯云端控制系统的设计与实现

随着经济和 社会 的发展，城市公共照明已经成为城市现代化水平的重要标志之一，城市照明设施规模日益增大，用电量节节攀升， 社会 各方对城市公共照明的要求和希望越来越高。而目前国内城市照明的监控和管理方式相对简单、粗放，服务质量和节能水平有待提高，难以满足现代化城市照明的需要，主要表现在以下几个方面：

监控管理方式相对粗放。传统“三遥”系统只能实现回路级别的采集和控制，对单灯运行情况无法实时、准确监控，不能实现智能化监控和精细化管理；部分城市仍停留在“时控”时代，缺少基本的信息化管理手段。

运行维护效率低、成本高。现有的照明设施故障发现机制主要采用人工巡查模式，工作量巨大，需要投入大量的人力物力，并且还可能留有盲区，运维效率低、成本高，难以实现主动服务、保障服务质量。

照明能耗偏大。缺少灵活有效的节能控制手段，过度照明和照明不足的矛盾难以调和，无法实现按需照明，从而在保障照明质量的前提下有效降低照明能耗设施安全难以保障。缺少实时监管措施，设施被盗时有发生，给照明管理部门造成直接的经济损失，严重影响城市照明的正常运行，同时带来安全隐患。

1 设计与实现

本系统由3大部分组成：NB-IoT通信模块、云端控制系统、手机端APP。

图1

11 NB-IoT通信模块

基于高通MDM9206平台高性能、低功耗的CAT-M1/CAT-NB1/GSM三模无线通信模块，支持全球各主流定位系统GNSS，不仅支持当前运营商的主流物联网频段，对未来可能会部署的频段也最大可能性的支持 ，其尺寸仅 为 225mm265mm27mm，能最大限度地满足终端设备对小尺寸模块产品的需求，

通过该模块实现路灯信息传输、调光、降功率、按需开关灯等管理方式，减少过度照明节约电能，真正实现节能、环保、安全、舒适的照明，减少对大气的污染，建设资源节约型、环境友好型 社会 。

12 云端控制中心

是根据路灯管控开发的一款远程 *** 作与监控管理平台，方便了管理人员的管理与维护。通过灯联网集中监控管理平台可以远程控制每一个回路的开、关状态，也可以实时监测每个设备的当前信息，并根据采集到的参数的情况，实时判断线路情况，给用户直观的解析。系统同时还具备短消息报警和声音报警的功能。

13 手机端APP

一种基于智能手机APP应用的城市路灯控制方法，包括将智能手机APP应用与路灯管理系统相关联，形成APP调节城市路灯的架构，构建智能手机 APP 节点，每个 APP 节点代表一个APP 注册用户；当用户登录 APP 应用时，APP 应用将包含用户地理位置、行进方式的 APP 应用信息传送到路灯管理系统；路灯管理系统根据APP应用信息，查询用户所属路段的路灯实时状态，并对路灯进行调节控制。采用NB-IoT物联网概念，通过手机 APP 应用按照用户实际需求开启路灯、调节路灯亮度，合理分配路灯照明资源，降低了路灯能耗、节约了路灯使用成本。

2 测试与分析

硬件调试：分为电源电路、通信链路、LED驱动电路调试。

21 电源电路

图2 电源电路

图 2 中，EUP3420 是一款恒定频率，采用电流模脉宽调制（PWM）架构的降压型变换器。芯片集成了主开关和同步整流开关，可以获得更高的效率。本系统采取5V适配器输入，转化给NB-IoT无线通讯模块VBAT网络33V供电。

C1000：适配器的输入端，用万用表或者示波器测试该点电压是否为5V。

L1000：开关电源 buck 电感输出端，用万用表或者示波器测试该点电压是否为33V，通过调整R1000和R1007阻值调整VBAT输出的大小。

22 通信链路

NB-IoT模块上电后sim卡状态测试。

图3 NB-IoT模块Sim卡状态查询

23 LED驱动电路

图4 LED驱动电路

上图中，三极管驱动电路由Q11、R128、D30、J26（焊接LED模组）组成，NB-IoT通信模块通过GPIO口控制三极管的基集，使三极管Q11工作在开关状态，实现对LED的开断。

3 软件测试

安卓手机端可以控制指定路灯的亮与灭以及全开全灭。

图5 手机控制端界面

PC端实现对各个端口的控制。

图6 云端控制端界面

4 控制系统特性

41 管道NB-IoT设计

一是广覆盖：NB-IoT 覆盖能力强，在同样的频段下，NB-IoT 比现有的网络增益 20dB，覆盖面积扩大 100 倍。它不仅可以满足广覆盖需求，对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。因此不只是道路照明，在室内、工业照明领域的应用前景也十分广阔。

二是强链接：在同一基站的情况下，NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。这将意味着，基于 NB-IoT 通信技术的照明控制系统，将能够管控更多的终端设备，满足未来智慧城市中大量设备联网需求。

三是低功耗：低功耗特性是智慧照明应用一项重要指标，NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用，因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小，终端模块的待机时间可长达10年，特别适用于智能家居的应用。

四是低成本：低速率、低功耗、低带宽同样给 NB-IoT 芯片以及模块带来低成本优势。单个接连模块预期价格不超过 5美元，最终低至 1 美元，这对降低智慧照明应用的成本起到关键性作用。

42 云端智能管理

采用单灯控制技术，构建路灯物联网，精准控制每一盏路灯，在保证照明需求的前提下，根据季节、路段、天气、特殊场合等条件设定路灯运行方案，真正实现“按需照明”，深化节能减排。因本项目范围内 LED 路灯电源不具备调光接口，单灯节能方式采用开关灯控制方式。

通过单灯“在线巡测”，及时发现路灯故障并在地图上进行精准定位，转变“人工巡检、热线报修”的传统运维方式，实现定向运维、主动服务，减轻劳动强度，提高路灯运维效率，降低运维成本。

43 客户端APP

智慧公共照明管理平台具有全面和优化的路灯智能控制功能，为路灯管理人员提供更高效的管理和维护手段，主要体现为：实时监控：可以对任意一盏、一路或任意自定义组的路灯进行开关灯、调光。同时支持多终端，支持基于 Android *** 作系统的移动终端远程控制，可采用平板电脑、手机等终端下发开关灯、调光等控制命令等。

5 应用前景分析

对于 NB-IoT 产业的发展，中国移动、中国联通、中国电信三大运营商皆就NB-IOT发布了各自的发展计划。工信部也发文要求加快 NB-IoT 在国内落地，到今年年底建成基站规模 40万个，到 2020 年建成基站规模 150 万个。中国 NB-IoT 产业加速布局，将是全球 NB-IoT 产业领跑者。目前在上海、广州、江

门、鹰潭、长沙落地了NB-IoT智慧路灯项目，实现了到处开花、处处结果。

6 结束语

城市智慧照明是智慧能源的开端，以 NB-IoT 新一代通信技术为支撑，实现整个城市一张网，对城市道路每盏灯实现全面的感知、智能的控制、广泛的交互和深度的融合，在满足市民正常照明需求的前提下，通过智能调光、降功率、按需开关灯等管理方式，减少过度照明，电能节约率可达30% 60%，真正实现节能减排，减少对大气的污染，建设资源节约型、环境友好型 社会 。同时通过对城市照明设施实现精细化管理，通过对城市道路每个灯具的运行状态进行准确分析和故障报警，并根据故障等级启动相应的处置流程，将被动巡检改为定点维护，反应更加敏捷处置效率更高，将使城市的灯光管理水平与现代化的大都市相适应，提高亮灯率，减少各种故障，合理照明，美化照明，安全照明，营造出现代城市科学和艺术完美结合的照明效果，树立和提升城市的品牌形象。

物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。
国际电信联盟于2005年的报告曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现 *** 作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。物联网在物流领域内的应用则比如：一家物流公司应用了物联网系统的货车，当装载超重时，汽车会自动告诉你超载了，并且超载多少，但空间还有剩余，告诉你轻重货怎样搭配；当搬运人员卸货时，一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”，或者说“亲爱的，请你不要太野蛮，可以吗？”；当司机在和别人扯闲话，货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋，该发车了！”
物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。
应用案例
物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。
系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。上海世博会也与中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心签下订单，购买防入侵微纳传感网1500万元产品。
ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园。ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制。
首家手机物联网落户广州
将移动终端与电子商务相结合的模式，让消费者可以与商家进行便捷的互动交流，随时随地体验品牌品质，传播分享信息，实现互联网向物联网的从容过度，缔造出一种全新的零接触、高透明、无风险的市场模式。手机物联网购物其实就是闪购。广州闪购通过手机扫描条形码、二维码等方式，可以进行购物、比价、鉴别产品等功能。
这种智能手机和电子商务的结合，是“手机物联网”的其中一项重要功能。预计2013年手机物联网占物联网的比例将过半，至2015年手机物联网市场规模达6847亿元，手机物联网应用正伴随着电子商务大规模兴起。
与门禁系统的结合
一个完整的门禁系统由读卡器、控制器、电锁、出门开关、门磁、电源、处理中心这八个模块组成，无线物联网门禁将门点的设备简化到了极致：一把电池供电的锁具。除了门上面要开孔装锁外，门的四周不需要设备任何辅佐设备。整个系统简洁明了，大幅缩短施工工期，也能降低后期维护的本钱。无线物联网门禁系统的安全与可靠首要体现在以下两个方面：无线数据通讯的安全性包管和传输数据的安稳性。
与云计算的结合
物联网的智能处理依靠先进的信息处理技术，如云计算、模式识别等技术，云计算可以从两个方面促进物联网和智慧地球的实现：首先，云计算是实现物联网的核心。 其次，云计算促进物联网和互联网的智能融合。
与TD结合
物联网发展是确保TD成功的重大契机。TD-SCDMA是我国拥有自主知识产权的第三代移动通信系统，是宽带无线通信网络，TD的发展需要数据业务的拉动，物联网应用是需求最迫切的增强型数据业务，具有广阔的应用前景，能够充分发挥TD网络优势，有助于促进TD产业链的成熟。
完善现有网络，发挥TD优势，积极推动无线传感器网络与TD网络融合，构建适于物联网应用的GPRS/TD/WSN（无线传感器网络）融合网络，大力发展适于TD网络承载的物联网业务，提升TD的核心竞争力，给物联网的发展以强有力的支撑，是中国移动的发展思路。
与移动互联结合
物联网的应用在与移动互联相结合后，发挥了巨大的作用。
智能家居使得物联网的应用更加生活化，中凌e家智能家居控制系统 具有网络远程控制、摇控器控制、触摸开关控制、自动报警和自动定时等功能，普通电工即可安装，变更扩展和维护非常容易，开关面板颜色多样，图案个性，给每一个家庭带来不一样的生活体验。
与指挥中心的结合
物联网在指挥中心已得到很好的应用，网连网智能控制系统可以指挥中心的大屏幕、窗帘、灯光、摄像头、DVD、电视机、电视机顶盒、电视电话会议；也可以调度马路上的摄像头图像到指挥中心，同时也可以控制摄像头的转动。网连网智能控制系统还可以通过3G网络进行控制，可以多个指挥中心分级控制，也可以连网控制。还可以显示机房温度湿度，可以远程控制需要控制的各种设备开关电源。
物联网助力食品溯源,肉类源头追溯系统
从2003年开始，中国已开始将先进的RFID射频识别技术运用于现代化的动物养殖加工企业，开发出了RFID实时生产监控管理系统。该系统能 够实时监控生产的全过程，自动、实时、准确的采集主要生产工序与卫生检验、检疫等关键环节的有关数据，较好的满足质量监管要求，对于过去市场上常出现的肉 质问题得到了妥善的解决。此外，政府监管部门可以通过该系统有效的监控产品质量安全，及时追踪、追溯问题产品的源头及流向，规范肉食品企业的生产 *** 作过 程，从而有效的提高肉食品的质量安全。
希望能帮到您，望采纳

智慧城市概念源于2008年IBM公司提出的智慧地球的理念，是数字城市与物联网相结合的产物，被认为是信息时代城市发展的方向。其实质是运用现代信息技术推动城市运行系统的互联、高效和智能，从而为城市人创造更加美好的生活。

据数据显示，截至2017年底，全国超过500个城市均已明确提出或正在建设智慧城市，预计到2021年市场规模将达到187万亿元。可以看出，智慧城市是大势所趋。

要想建设智慧城市，首先需要建设一系列联网的基础设施，而基于分布最广泛的城市基础设施路灯灯杆做信息化、自动化的系统建设会是第一突破口。

如今的路灯早已不再是单纯的照明工具，集合照明、安防、充电、WIFI等功能的智慧灯杆成为了未来智慧城市的主要发展趋势。

对于任何事物，只有了解它的过去，才能读懂它的现在，放眼它的未来!智慧灯杆亦是如此。

智慧灯杆的诞生

智慧灯杆的出现最早可以追溯到2010年IBM所提出的智慧城市愿景。最早的智慧灯杆是德国的一家公司研发的，仅仅给普通路灯上面安装了充电桩。

智慧灯杆的成长

实际上，智慧灯杆可以分为三个时代：

10时代：

智慧灯杆10时代是当前我国大部分路灯所处阶段，主要特点是着力于路灯本身照明节能及控制功能的智能化运作。一般是通过应用电力线载波通信技术和无线GPRS/CDMA通信技术实现对路灯的远程集中控制与管理。

20时代：

智慧灯杆20时代着力于路灯灯杆的智能化运作上，即通过在灯杆上集成各种智能化设备达到智慧城市入口的功能，纳入智慧城市愿景的初步应用。

30时代：

智慧灯杆30时代主要着力点在于对路灯灯杆主动相应方面的智能开发上，灯杆可实现基于云平台的联动与交互功能。

智慧灯杆20时代灯杆实现了功能集成后的智能化，30时代则是在20的基础上将智能化功能向人工智能领域拓展。智慧灯杆30平台研发重点是对人的信息采集利用。

目前，国内正在试点或已上线运作的智慧灯杆均处于20时代。20时代的智慧灯杆一般需要满足以下两个需求：

1节能：LED路灯相比于传统的钠灯节能超过60%，然而全球LED路灯渗透率较低，因此城市需要一盏更加节能的路灯;

2路灯功能不再只是照明：随着5G、人工智能、物联网等技术不断进步，行业需求对路灯所承担的职责提出了更多的要求，如城市环境监测、视频监控、无线网络、紧急呼叫、充电桩等。

智慧灯杆产业的现状

目前，智慧灯杆产业这块大蛋糕所产生的市场红利正与日俱增，以待瓜分。此时，深入了解产业发展现状将会有助于企业看清前进的方向。

一、利好

1多省政策接连出台，助力智慧灯杆建设

截止今日，2018年一共出台了超过23项有关“多杆合一”、“智慧灯杆”的政策，涉及广东、上海、湖南、吉林、重庆、江苏、陕西、广西等多个省市，每一项都彰显了政府对智慧灯杆产业的支持。如：

工业和信息化部、国务院国有资产监督管理委员会联合发布了《关于2018年推进电信基础设施共建共享的实施意见》

广东省人民政府办公厅印发了《广东省信息基础设施建设三年行动计划(2018-2020)年)》

各省市的政策不断出台，助力推进集照明控制、WIFI天线基站、视频监控管理、城区环境实时监测、紧急呼叫等功能于一体的智慧灯杆建设，形成共建共享、集约高效的城市物联感知网络建设模式，提升公共安全、城市管理、道路交通、生态环境等领域的智能感知水平。

2城镇化加速推进，城市道路建设改造不断，带飞智慧灯杆

城镇化进程加速推进，促进智慧灯杆行业持续增长。作为城市公共市政建设的一部分，城镇化的建设将直接推动智慧灯杆行业的发展。

近年来，我国城镇化进程快速推进，城镇化率逐步提高。在2006-2017年我国城镇人口已从583亿增至813亿，城镇化率从4434%增长至5852%，年均增长118个百分点。

同时城市道路建设与改造、升级不断增加，直接带动智慧灯杆行业发展。

智慧灯杆属于城市基础设施建设，是由国家投资的公共设施建设的一部分。国家城市道路建设的投入对智慧灯杆行业的市场变化趋势有重要影响，而城市道路建设长度及面积将会直接决定智慧灯杆的市场需求。

近些年来，随着国家对于道路建设的持续投入，我国城市年末实有道路长度和面积已连续多年增加。国家统计局的数据显示，2006年，我国年末实有道路长度为2410万公里，到2017年已达40万公里，年均增长44%。

35G时代来临，将带来1176亿元市场

按照当前三大运营商的规划，预计5G技术将在2020年正式开通商用，届时对搭载基站的智慧灯杆需求在近两年内爆发概率较大。

此外，新能源 汽车 的普及，对充电桩需求将大幅上升，而智慧灯杆，也可以作为充电桩最为便捷的载体而存在。

小基站应用场景

目前小基站部署方式主要分为室内覆盖和室外覆盖两类。而室外覆盖的具体部署方式主要有：

(1)抱杆安装：利用路边水泥杆、电表箱等即有建设进行安装

(2)楼面安装：部署一体化微站，采用与大网异频的D频段，适用于有信号遮挡的高层建设。

(3)地面安装：将直立式小基站直接部署于地面。

5G小基站室外覆盖的三种部署方式

基于智慧灯杆的安装方式是抱杆安装的典型方式，其优势如下：

(1)供电优势：小基站与路灯的结合可以共用充电装置，节约能源，解决了小基站单独部署的供电问题。

(2)管理智能：通过智慧灯杆上的传感装置，可以方便地对小基站的运行状态、温度等情况进行监测，发现异常可以及时预警，同时也可以将各类监测数据传输至云端，便于分析和利用。

(3)覆盖密集：由于单个小基站目前覆盖范围不足200米，所以需要进行密集部署才可能全面覆盖盲点，而路灯分布均匀，间距不足百米，可以帮助小基站形成密集覆盖。

(4)节省空间：小基站与路灯的结合节省了单独部署所需的空间，能很大程度降低基站部署的物业协调难度。

(5)盲点覆盖：高速公路、铁路沿线往往是信号覆盖不好的地方，采用智慧灯杆的安装方式有利于实现盲点覆盖。

截至2017年底，三大运营商合计建设4G宏基站达到389万(其中，中国移动187万，中国联通85万，中国电信117万)。

参考频谱的覆盖半径对应的基站数量，可以预测5G宏基站约为4G的2倍，而参考国外运营商在3G时代的小基站数量达到宏站数量的15-2倍。

综上我们预测在国内5G网络建设的前四年，小基站数量将达到1167万(389215=1167)套，年均约292万套。

目前4G小基站平均价格在2500元左右，预计年均市场空间=292025万/套=73亿元。根据小基站室外室内部署比例为8:2测算，室外小基站年年均市场规模可达584亿元(7380%=584)。

由于小基站与智慧灯杆的完美融合，基于智慧灯杆的小基站部署是室外部署的主要形式，按照90%测算，基于智慧灯杆的小基站年均市场规模可达53亿元(58490%=5256)。

小基站本身不贵，但安装费用高昂。

目前居民楼楼面安装需要支付每年逾万元的场地租赁合同，而智慧灯杆上安装基站的成本将会大幅减少，假设初装费为14万元，则5G基站的安装将会带动1176亿的智慧灯杆市场(1167080914)，年均294亿。

中国铁塔未来4年铁塔数量预测

说到基站，不得不提下华为和中兴在移动全球伙伴大会展示的5G基站设备。

这是华为首次展示5G端到端商用系统主要设备，其中包括5G CPE、5G系列化无线基站、5G传输系统等。此外，华为还表示，届时5G小基站很可能比4G的形态更丰富一些。

与华为的展示不同，中兴此次重点呈现的是5G宏站，其中包括TD-LTE&5G Dual-Mode RRU、5G 64T64R AAU等。

中兴5G宏站

关于抱杆安装的小基站验收规范，也是众多企业关注的重点。

4既是必然，也是未然

从智能化到智慧化，是当今世界 科技 发展的必然趋势。

南方电网节能照明事业部技术总监韦家甫在2018年中国智能照明与电源技术应用论坛暨江苏照明学术年会曾提到，LED有三次引爆，而第三次“引爆”的是城市路灯杆，是5G技术发展以及国家智慧城市规划建设引起的。

基于政策引导、大市场、大跨界、大推动力、先天的物理位置等因素，他认为第三次“引爆”是彻底的，而且有理由相信持续时间会很长。

也就是说，智慧灯杆产业的欣欣向荣既是必然，也是未然的。

二、运营模式

随着物联网、云计算、大数据等技术的发展，智慧灯杆应用涌现了无限可能。那么，当前智慧灯杆产业的运营模式是怎样的呢影响因素又有哪些

具体运营模式如下：

一、政府独资投资建网运营，是当前较为普遍应用的一种模式。

二、政府主导并投资，委托运营商建网运营(O&M)，对用户有利，大部分能够无偿使用。

三、政府指导并部分投资， 社会 资本投资建网运营，关键是两个主体之间的分工、协调与合作。

四、政府牵头，运营商建网(BOT)，该模式的盈利方式是以前向计时收费为主。

五、运营商独资建网运营(BOO)，建成之后网络使用权、经营权一直由运营商掌握。

六、联合建设运营，聚集产业链各环节力量，共同建设和推广。

七、联合公司化运营，公司化运转更加灵活，效率更高。

在建设运营模式选择方面：

(1)公益型、涉密型、政务类的项目需要政府主导和投资，倾向于前四种模式;

(2)投资规模大、专业跨度大、共享性要求高、专业涉及类别多的项目适合采用联合建设模式，不适合政府投资建设运营和运营商第三方独立建设运营;

(3)越来越多的智慧城市项目建设模式逐步从政府主导单一模式向 社会 共同参与、联合建设运营的多元化模式转变。

(4)主要影响因素有：项目属性、涉密性、投资规模、专业跨度、共享性和专业难易。

三、入局的企业和相关资质要求

目前，入局智慧灯杆产业的企业很多，而且并非单一行业，这些玩家来自各行各业，包括：

1基础网络运营商

2硬件企业(灯、杆、屏)

3软件企业(通信、平台类企业)

4资本、资源整合类企业等

此外，智慧灯杆产业的资质要求五花八门，同样是智慧灯杆采购项目，这边需要提供钢结构工程专业承包资质，那边则必须交出通信工程施工总承包资质。

不过这种现象也在情理之中，因为智慧灯杆的招标方“种类众多”，见仁见智，众口难调，不同的招标方决定了不同的资质要求。

总结来说，钢结构工程专业承包、城市及道路照明工程专业承包、市政公用工程施工总承包、电子与智能化工程专业承包，及通信工程施工总承包资质，这5大资质的出现频率最高。

钢结构工程专业承包资质：

钢结构专业承包资质在智慧灯杆项目中出现的频率较高，尤其是在铁塔公司发布的项目中(从2018年智慧灯杆招投标情况来看)。

获得该资质的企业超过32410家。其中一级资质共有1466家，二级资质共有7583家，三级资质有23096家。

城市及道路照明工程专业承包资质：

城市及道路照明工程专业承包资质，现在已不仅是传统照明企业的命门，同时还是智慧灯杆入场企业的“武器配置”。

据我们统计，获得该资质的企业共有17983家，其中，一级资质共796家，二级资质共2666家，三级资质共14521家。

市政公用工程施工总承包资质：

根据住建部公示信息显示，2018年企业申请市政公用工程施工总承包资质的通过率并不高，存在一定的难度系数。

现今，获得该资质的企业共有48620家，其中，获一级资质的共有3048家，二级资质为13280家，三级资质共有32291家。

电子与智能化工程专业承包资质：

获电子与智能化工程专业承包资质是“智慧类”企业的掌中宝。

该资质的企业总数为12776家。其中，一级资质共有1471家，二级资质11305家。

通信工程施工总承包资质：

对于这个资质，通信企业再熟悉不过了。不过，曾经有业内人士坦言，该资质的申请门槛较低，导致很多企业勇猛的跨界到通信行业来分一杯羹。

目前，该资质共有2193家企业获得，一级资质共有99家，二级资质共有474家，三级资质共有1620家。

四、收益来源

一般来说，在智慧灯杆运营企业的收益来源方面，主要为三个部分：

1、节能收益。

项目公司营运收益主要来源于项目实施后道路照明节省的电费支出， 社会 投资人按与政府的约定获得收益。

2、增值收益-加载设备收益。

政府可将智慧灯杆经营权授予 社会 资本方，由其挖掘运营潜力，获得增值收益。

如通过附加广告及以照明项目的路灯杆为载体设置摄像头，环境监测器，WIFI 发射站等拓展项目来收取费用。

3、增值收益-软件及服务收益。

智慧灯杆运营可由硬件产品销售转向服务导向的商业模式发展，智慧灯杆不只是赚取设备费用，而是掌握透过路灯所收集的各种数据，地方政府欲使用数据发展城市解决方案，需支付通用数据处理服务费用。

总结

总的来说，不管是从政策层面，还是从市场角度来看，智慧灯杆产业的发展已是大势所趋，必不可挡。

虽然在现阶段它仍然存在运营模式不清晰、行业标准未确定等问题，但是，我们要知道，任何产业的发展初期都会面临一系列的困扰和难题。

九层之台，起于垒土。智慧灯杆的未来蓝海或许超过我们每个人的想象。

城市照明监控技术在我国经过三十年的发展，从过去简单的无线电台技术发展到今天的GPRS网络通信技术，城市照明监控的理念正在发生变化，从早期的遥控、遥测、遥信等“三遥”系统逐步演变到包括遥视、遥调功能的“五遥”系统。
最初的智能照明控制系统，出现在舞台等娱乐行业的灯光控制。之后，面向工业和民用的建筑照明系统一得到了快速的发展。随着人们生活品质的提高，和环境保护、资源节省意识的增强，对照明的智能化控制要求也越来越高。智能照明系统要求控制有效、直观，实现实时监控，能够根据需求进行调光。
智能照明控制系统随着城市化建设的发展而不断衍生出适合各类场合的应用协议，总得来说实现网络化、精确化、实时化是经济和技术发展的必然趋势。智能照明控制系统对控制网络的要求有：
（1）控制网路能够实现点对点及多点到多点的通信
（2）通过编程，能够对网络内的节点进行分组控制。
（3）能传输开关、亮度、故障分类等信号，利于节能和故障检测。
（4）简洁的组网方式，方便维护，扩展性好。
（5）尽可能选择标准协议，在不同厂家的产品间实现互 *** 作。
（6）强抗干扰能力和较远的传输距离。

北京嘉复欣科技有限公司，是一家专业从事无线物联网行业应用的高新技术企业。是一家集产品研发、生产、技术服务及整体解决方案供应为一体的高新技术企业。2007年公司被北京市科委认定为软件企业。公司拥有一流的开发团队和完善的营销渠道。公司主要产品有：远程智能照明控制系统、照明智能控制终端系列产品、无线数传终端系列产品、无线调制解调器产品。
GF-LCS6008-12智能灯光控制器是嘉复欣科技自行设计生产的全新一点灯光控制器产品。产品采用一体化工业设计，结构紧凑，外形美观，摒弃了上一代控制器分体设计带来的安装繁琐、故障率高的缺陷。自带LCD液晶显示器和触感薄膜控制键盘，用户可在现场直接对设备进行检测和命令 *** 作，能很好满足用户使用习惯，极大方便了工作人员的现场 *** 作。产品全部采用免螺丝直插固定接线端子，现场接线变得异常简单方便。采用工业级芯片，允许在－40℃～+80℃的环境温度下的连续运行。产品可实现继电器输出控制和交流电量采样，交流电流、电压采集精度优于05%，继电器输出控制平均无故障工作时间达到10万小时。控制器设计、生产全过程进行ISO-9001质量控制，整机经过48小时以上高温老化排除了早期失效，有效地保证设备的出厂质量。
GF-LCS4008灯光控制器
GF-LCS4008系列智能灯光控制器是嘉复欣科技自行研发、设计、生产的全新一代无线智能灯光控制器产品。产品采用一体化工业设计，具有结构紧凑、外形美观、安装便捷、检修方便的特点，摒弃了上一代控制器分体设计带来的安装繁琐、故障率高的缺陷。自带LCD液晶显示器和触感薄膜控制键盘，用户可在安装现场直接对设备进行检测和命令 *** 作，能很好满足用户使用习惯，极大方便了施工和工作人员的现场 *** 作。产品全部采用工业级接线端子，现场接线变得异常简单方便和可靠。产品内部采用工业级微电脑处理器，可以在－20℃～+70℃的环境温度下的连续运行，能适应国内绝大多数用户的使用环境。产品设计、生产全过程进行严格的质量控制，整机经过48小时以上高温老化排除了早期失效，有效地保证设备的出厂质量。该系列产品主要用于公园、园林景区、公共广场等大型室外景观照明场所。
主要功能：
遥控：8路继电器输出（用户可选），触点为交流220V10A，一组常开触点
遥信：8路隔离开关量/脉冲量输入
遥测：2路直流变送器接口（可接光照度计）
通讯：2路隔离232/485接口，符合MODBUS工业标准协议。自带12864点阵带背光LCD显示器和44触感薄膜键盘，用户可现场控制 *** 作和设置参数。内置4/8/12/16套时间方案可可独立运行，每套时间方案可与不同的继电器关联，每套时间方案有临时、节假日、周循环和日出日落（天文钟）四种控制模式。内置报警机制，可对白天亮灯夜晚熄灯报警，开关量输入报警。自带GPRS无线通信模块，能与控制中心直接建立通信连接。可与串口服务器模块互换实现局域网或光纤通信模式。具有通信状态自检功能，用户通过键盘可直接对GPRS通信状态进行检测，包括SIM卡状态、网络信号强度、TCP通信连接等状态，用户可通过自检机制直接排除大多数设备异常情况，极大降低的现场非设备原因造成的故障几率。
场站照明控制系统
铁路集装箱中心场区照明控制系统，采用智能调压装置、照明遥控装置，利用计算机监控技术、GSM\GPRS无线通信技术实现的铁路集装箱场区照明控制系统，该系统可对照明区域进行实时分组区，分点及全区域控制，也可按照预设时间方案作定时控制。系统控制方式灵活，节能效果显著，是实现铁路集装箱厂区等室外大面积场区节电照明工程的有效控制方法。
铁路集装箱场区面积大，需要照明的范围广。场区内一般分装卸区、堆箱区、道路及停车场等多个需要照明的区域。场内采用升高杆灯做大面积的场区照明，整个场区内照明灯具数量多，用电量大。在该铁路集装箱场区照明需要采用本地和集中两种控制方式，尤其需要一种节能的智能控制系统。
系统功能
实现高杆灯灯具的分组控制：铁路集装箱中心站作业区按集装箱作业性质划分为不同的场区，如装卸区、到达箱区、发送箱区、中转箱区和冷藏箱区等，夜晚各个场区的装卸作业时间不一定相同，需要照明的亮度和照明时长也不一样。夜晚场区内有装卸作业时才需要开启的照明灯具称为作业照明灯，夜晚场区内有无装卸作业都需要开启的照明灯具称为值班照明灯。结合中心站的照度要求，将中心站内每个高杆灯灯具分成3组，其中两组为作业照明灯，一组为值班照明灯，值班照明灯需要整夜开启，而作业照明灯则根据每个场区的作业时间的长短进行开启。系统能对3组灯具分别进行智能化实时控制，从而实现高杆灯灯具的分组控制。
实现值班照明灯的智能调压控制：铁路集装箱中心站值班照明是夜间场区视频监控摄像头的摄像照明和值班人员巡视照明，同时又是场区作业照明的一部分。值班照明灯要求天黑就开启，到第2天天亮时才关闭，照明时间长，而在整个晚上对值班照明灯的亮度要求不尽相同，例如场区有装卸作业时与无装卸作业时、天刚黑(或天快亮)时与夜间时、晴天夜晚时与阴雨天夜晚时的值班照明灯亮度要求都不同，如果将值班照明灯只采用简单的开关控制，必然造成能源浪费和运营成本增大，所以对值班照明灯采用智能节电装置进行调压稳压控制，通过调节值班照明回路的电压来控制和调整值班照明灯的功率，进而节约能源，降低运行成本，使整个夜晚使值班照明灯的照明效果达到最优化。
实现计算机或GSM-SMS(手机短信)集中控制：铁路集装箱中心站场区照明面积大，照明高杆灯数量多，对整个场区采用集中控制，便于运用管理，可减少值班人员的 *** 作劳动强度。系统由集中控制计算机、个人控制终端（手机）和智能灯光控制器组成，管理人员可通过值班室控制计算架或通过手机来实现开灯和关灯。
系统组成
铁路集装箱中心场区照明控制系统由监控计算机、个人控制终端和智能灯光控制器三个部分组成。监控计算机是高杆灯集中控制系统的主要控制管理中心，由管理人员根据需要通过计算机照明控制软件发布开关灯控制命令，控制命令经过通信网络送到高杆灯的智能控制器，智能控制器控制高杆灯接触器完成开关灯 *** 作。个人控制终端为手机，是高杆灯集中控制系统的辅助控制设备，管理人员可以在中心站场区或其他地方，通过手机短信完成对任一高杆灯的任一回路的控制。管理人员不在调度室时可通过手机对高杆灯照明进行控制。智能照明控制器安装于高杆灯配电箱(灯杆底部)内，控制器根据控制指令分合高杆灯配电箱内各回路的接触器，达到对灯具的开关控制。智能照明控制器有8个数字量输入，可以用来监视高杆灯配电箱内的各回路的工作状态，如：开灯、关灯、节能和过流等。当这些工作状态转变或有报警发生时，控制器可以将这一状态变化发给中心站调度室的监控计算机以及相关人员个人手机)。每个智能照明控制器有4-8个继电器输出，可以用来控制4-8个照明回路
系统的特点
将高杆灯灯具的分组控制、值班照明灯的智能调压控制以及高杆灯的集中控制有机地结合在一起，构成的铁路集装箱中心站场区照明控制系统，是一种集分散控制、集中控制、节能控制和手机短信控制于一体的新型智能照明控制系统，可以对中心站场区每个高杆灯的每个回路单独进行控制和检测，根据作业场区不同的照度要求开启所需的高杆灯灯具，使之达到合理有效的照明，可根据实际情况进行节能参数的设置，实现中心站场区照明节约能源的目的。
港口灯光集中监控系统
港口货场目前使用高杆灯作为夜间工作照明设备。每杆高杆灯上有8-16个灯头，照明系统功率约为12KW。目前普遍采用时间控制器作为控制高杆灯开关的设备，每个时控器控制约4-8个灯头。由于各种原因港口的夜间作业不是每天有有，出于节能的考虑，如果夜间没有作业每个高杆灯仅需打开一个灯头作为夜间道路照明使用就可以了。由于高杆灯分布在货场的四周，距离管理中心有一定的距离，工作人员每次调整开关灯时间需要亲自到现场设置，当照明设备出现故障时，管理人员不能及时了解到现场的情况，也无法及时排除设备故障，这样会给港口正常生产作业带来了很多不便，甚至会有此产生安全问题。
为了很好地解决当前港口货场照明存在的问题，我公司研发的高杆灯集中监控系统以先进的无线通讯技术、计算机技术、自动化控制技术、网络技术为基础，实现了码头、港口照明作业的无线集中监控。工作人员利用该系统能够灵活地制定开关灯时间和开关灯方式，实时掌握照明设备的运行状况、及时发现照明设备故障，从而保障码头、港口的夜间作业的安全和高效。
系统能实现的功能如下：
1、遥控功能：
a、实时控制，通过手动模式实现对单路或者多路灯光的控制，可用于临时性的开关灯 *** 作。
b、预设时间方案控制，可预设多种开关灯的时间方案，能按照预先安排的生产计划周期来实现定时开关灯。
c、多种控制模式，可实现灯头全亮的夜间作业模式、单灯头亮道路照明模式和其他混合模式。
d、单控或群控，能将灯光设备分成不同的群组，通过单控或群控实现区域作业照明要求。
2、遥测功能：
终端设备可采集高杆灯的每个回路的实时工作电流、电压，系统通过轮讯的方式检查系统中所有高杆灯的运行状态，若电流或电压值出现非正常状态，上位机管理系统会立刻发出报警提示，并通过短消息发送给相关管理人员或维护人员。系统能显示具体哪一根灯杆出现了故障，方便工作人员及时到现场维修。
3、遥信功能：
中心可实时检测到现场灯光开关设备的闭合、断开状态、了解终端控制柜门打开关闭状态。
4、终端内置报警机制，可对电流、电压越限报警，继电器状态变化报警，白天亮灯、夜晚熄灯报警，报警信息可实时上传到监控中心和指定用户手机上，避免上位机通过巡检分析数据判断报警而造成报警信息滞后的弊端。
系统特点
1、能使照明设备工作在最佳效率状态下，节约电能
2、延长灯具的使用寿命
3、提高供电线路功率因数，改善供电电网质量。
4、减少人工，提高效率，节约成本
降低运维成本：系统将“巡灯查找故障”改为“值班等待报警”，减少了“巡灯”人员数量和巡检车辆损耗，降低了维护成本。通过减少开灯时间，能有效延长灯具的使用寿命，可有效降低运行成本，进一步提高了经济效益。 实现科学管理：系统能将采集到的数据自动进行存储、统计，能随时进行查询和生成各种统计报表，为管理人员提供详实地决策依据。
系统主要功能
系统实现“三遥”功能：遥控、遥测、遥信；可自动巡测、手动巡测和选测（可对路继电器状态、三相电压、回路电流、有功功率、功率因数及各种直流模拟量采集）；
采用时控法控制方式进行照明控制，实现预约控制和分时控制。可设置多套时间方案以实现对每一个回路灵活的控制；可预设多种时间控制模式，包括普通模式、按经纬度日出日落开关灯模式、节假日模式、周循环模式、二次开灯模式和超级经纬度开关灯模式（需定制）；具有设备分组功能，可按路段或按区域对设备进行分组，从而实现分组控制。具有健全的报警处理机制，报警内容包括：白天亮灯、晚上熄灯、配电箱异常开门、电压、电流越限、回路缺相、回路断路和线路停电等故障；当报警发生时，系统可及时地向指定手机用户发送报警信息；支持手机用户通过短信对路灯进行开关灯 *** 作；支持智能手机通过无线互联网接入系统进行开关灯 *** 作和设备状态查询；自动计算亮灯率，能根据电压、电流、功率因数的变化自动进行亮灯率估算；电子地理信息（GIS）管理功能，通过电子地图界面可对终端设备进行添加、删除、编辑、参数设置和开关灯 *** 作；具有设备组态功能，通过图形化界面用户可以直观得获得终端设备当前运行状态和参数
查询打印功能。根据年、月、日统计数据进行查询，显示的数据均可打印；
支持多种组网及通讯方案选择，可支持GPRS无线通信方式、以太网通信方式、光纤通信方式；
亮化照明远程控制系统
北京嘉复欣科技有限公司开发研制的GPRS无线景观灯远程监控系统，是由先进的GPRS无线通讯网络、计算机信息管理及智能路灯控制设备等组成的分布式无线“三遥”（遥测、遥控、遥信）系统。该系统可以对全市范围内的景观灯设备进行遥控开关、遥讯设备状态、遥测电流、电压、用电功率，还可以根据对所测数据的分析来判断路灯配电设备运行有无故障，对线路缺相、回路接地、白天亮灯、夜晚熄灯等异常情况进行报警处理，并能通过短信及时通知给相关管理人员。通过GPRS无线景观灯远程监控系统的建设可以达到如下目的：
增强应急能力：系统具有定时控制和人工控制等多种控制方式，能随时调整灯光的开/关灯时间，在遇到有临时性或突发性的政府活动时能通过人工控制进行应急开关灯调度。
提高城市形象：政府管理部门可预先制定亮化灯光的开关灯时间方案，能够根据实际情况实时地调整开关时间方案。能够最大限度地利用现有投资实现最佳的社会效益。
节约电能支出：系统能预置合理的开关灯时间方案，可依据不同的需求设置平日模式、假日模式和重大节日模式等多种开灯模式，在满足对亮化工程的照明需求时，有效地减少了开灯时间，从而节约了大量的电能，满足政府投资项目的社会效益和经济效益。
降低运维成本：通过合理减少开灯时间，能有效延长灯具的使用寿命，可有效降低运行成本，进一步提高了经济效益。
系统主要功能
系统实现“三遥”功能：遥控、遥测、遥信；可自动巡测、手动巡测和选测（可对路继电器状态、三相电压、回路电流、有功功率、功率因数及各种直流模拟量采集）；采用时控法控制方式进行照明控制，实现预约控制和分时控制。可设置多套时间方案以实现对每一个回路灵活的控制；可预设多种时间控制模式，包括平日模式、节假日模式和重大节假日模式；具有设备分组功能，可按按区域对设备进行分组，从而实现分组控制。具有健全的报警处理机制，报警内容包括：白天亮灯、晚上熄灯、配电箱异常开门、电压、电流越限、回路缺相、回路断路和线路停电等故障；当报警发生时，系统可及时地向指定手机用户发送报警信息；支持手机用户通过短信对路灯进行开关灯 *** 作；支持智能手机通过无线互联网接入系统进行开关灯 *** 作和设备状态查询；支持多种组网及通讯方案选择，可支持GPRS无线通信方式、以太网通信方式、光纤通信方式。
路灯远程照明控制系统
北京嘉复欣科技有限公司开发研制的GPRS无线远程路灯照明控制系统，是由先进的GPRS无线通讯网络、计算机信息管理及智能路灯控制设备等组成的分布式无线“三遥”（遥测、遥控、遥信）系统。该系统可以对全市范围内的路灯进行遥控开关灯、遥讯设备状态、遥测电流、电压、用电功率，还可以根据对所测数据的分析来判断路灯配电设备运行有无故障，对路灯亮灯率估算和计算，对线路缺相、回路接地、白天亮灯、夜晚熄灯、大面积灭灯等异常情况进行报警处理，并能通过短信及时通知给相关管理人员。通过GPRS无线远程路灯监控系统的建设可以达到如下目的：
增强应急能力：系统具有定时控制和人工控制等多种控制方式，能随时调整灯光的开/关灯时间，在遭遇极端特殊的天气情况时能通过人工控制进行应急开关灯调度。
提高城市形象：系统具有设备状态巡检和故障自动报警功能。当配电设备发生故障时，调度人员可以在数秒钟内及时了解故障发生的地点和具体情况，并及时排除工作人员进行修复。这样可以极大地减少对照明管理部门的投诉，从而进一步提高管理部门的形象。
节约电能支出：系统对开关灯状态有可检查性，能有效避免白天亮灯的情况出现。控制设备能依据一年四季的季节变化情况预置合理的开关灯时间方案，在满足对城市照明的需求时，有效地减少开灯时间，从而节约了大量的电能。

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