北京國信智城科技智慧城市解決方案

北京國信智城科技有限公司是在國家信息中心“國家數字城市 、城市大數據信息化的頂層設計”標準的指導下，推動(dòng)城市可視化、城市運營(yíng)化、城市服務(wù)化、城市大數據化的信息化科技企業(yè)。為地方政府提供集投資、建設、運營(yíng)、服務(wù)一體化的整體解決方案，為智慧城市提供基礎的物聯(lián)網(wǎng)支持、基礎的互聯(lián)網(wǎng)支持和智能基礎設施建設，在此基礎上，全面提升城市的服務(wù)管理能力。

(一) 產(chǎn)品概述

網(wǎng)關(guān)主要作用是接收和發(fā)送LoRa自組網(wǎng)內的所有路燈信號、數據記錄、報警處理等。它負責監控自組網(wǎng)內的路燈管理器的運行，將系統中心的命令下達給路燈管理器，將路燈管理器及線(xiàn)路信息反饋管理中心系統。網(wǎng)絡(luò )管理器處于系統中心和自組網(wǎng)內路燈管理器的中間，向上通過(guò)GPRS/CDMA、TCP/IP等方式同系統中心通信，向下則是通過(guò)LoRa通訊協(xié)議方式，與各個(gè)路燈管理器進(jìn)行通信。

中心網(wǎng)關(guān)是實(shí)現路燈單燈監控的重要硬件設備，它使用LoRa無(wú)線(xiàn)技術(shù)和路燈管理器通信，與系統中心的通信可以使用CDMA、以太網(wǎng)，同時(shí)采集路燈控制箱內相關(guān)的電壓、電流等數據，電纜報警信號，室外控制箱門(mén)開(kāi)關(guān)等其它需要接入的模擬量和開(kāi)關(guān)信號。

集中管理器內置多種功能，包括：時(shí)序調度功能、報警功能、類(lèi)型轉換功能、內部實(shí)時(shí)時(shí)鐘，數據采集等功能。

一般情況下，一個(gè)集中管理器可以管理200至500個(gè)左右的路燈傳感器。

性能特點(diǎn)：  
? 向上行可通過(guò)3G、以太網(wǎng)等方式和管理中心通訊；
? 向下行可通過(guò)LORA協(xié)議連接各種終端
? 具有自檢功能保證設備安全：具有故障自動(dòng)診斷、自動(dòng)恢復功能，通過(guò)指示燈的閃爍，能確保系統運行的可靠性；
? 數據保護功能：在掉電后數據不會(huì )丟失。
基于 LoRa TM擴頻調制技術(shù)，安裝高增益 490MHz 玻璃鋼天線(xiàn)，網(wǎng)關(guān)與終端有 效通信距離空曠可達 2-3km。特別適合于戶(hù)外通信場(chǎng)景，如：智慧工廠(chǎng)、智慧農 業(yè)、智能建筑、智能倉儲等。
? 多通道：基于 SX1301 芯片，8 通道，最大支持 10,000 個(gè) LoRa 終端。
? 長(cháng)距離：空曠環(huán)境可覆蓋半徑 5km 的區域。
? 全網(wǎng)通：支持 LTE (4G/3G/2G)，網(wǎng)關(guān)“免接線(xiàn)”即可連接 server（選配）。
? 自適應：支持 ADR，更高的速率，更低的能耗，輕松擴容。
? 兼容性：完全兼容 LoRaWAN，與各廠(chǎng)家設備“互聯(lián)互通”。
? 高品質(zhì)：工業(yè)級 ARM 平臺，高效穩定；基于 Linux 系統，成熟易用。
? 戶(hù)外型：IP65 防水，POE 供電，GPS 定位對時(shí)（選配），防雷（選配）。
? 低成本，流量 免費
? 標準化，互聯(lián)互通；

(二) 產(chǎn)品架構
 

(三) 產(chǎn)品功能及參數
 

(四) 產(chǎn)品特點(diǎn)

作為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，可以為物聯(lián)網(wǎng)終端提供接入云平臺的通道。物聯(lián)網(wǎng)采用LORA協(xié)議無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)，覆蓋半徑可達1.5Km。帶有各種路由功能，提供多種上行通道3G、WIFI。完備的網(wǎng)絡(luò )安全機制，防止網(wǎng)絡(luò )入侵。斷網(wǎng)可自行按照已設定策略控制路燈。
? 前端路燈控制接入管理；
? 實(shí)現前端路燈控制器與平臺交互；
? 支持LoRa協(xié)議傳輸；
? 支持TCP/TP傳輸協(xié)議
? 支持多節點(diǎn)傳輸與管理；
? 獨特的網(wǎng)絡(luò )密鑰（EU164），保證網(wǎng)絡(luò )層安全；
? 獨特的應用密鑰（EU164），保證應用層終端到終端之間的安全；
? 低功耗；

(一) 智慧路燈的體系架構

智慧路燈體系結構在通信基礎資源之上分為四層：感知層、通信層、數據層、應用層，同時(shí)各層與信息化數據進(jìn)行對接。智慧路燈基礎資源主要是指光纜網(wǎng)、城域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò )基礎資源。智慧路燈建設的基礎為通信網(wǎng)絡(luò )，可以為承載智慧路燈的各項應用提供高速、安全、可靠的傳輸通道。智慧路燈體系架構如下圖所示：

 
1感知層
感知層是指利用RFID、傳感器、攝像頭等傳感設備和技術(shù)，實(shí)現對人與物的全面感知。感知層是首要環(huán)節，主要進(jìn)行信息的的采集處理。感知層是人的感知延伸，它擴大了人的感知范圍、增強了人的感知能力，極大的提高了人類(lèi)對外部世界的了解水平。
感知方式是根據被感知的信息類(lèi)型，繼而采取相對應的感知技術(shù)及方法。目前主要的信息類(lèi)型有：數字信息、原始信息以及其他相關(guān)信息，所以主要的智慧城市感知方式可分為四類(lèi)：
①身份感知：通過(guò)條形碼、RFID、智能卡、信息終端等對物體的地址、身份及靜態(tài)特征進(jìn)行標識。
②位置感知：利用定位系統或無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )技術(shù)對物體的絕對位置和相對位置進(jìn)行感知。
③多媒體感知：通過(guò)錄音和攝像等設備對物體的表征及運動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行感知。
④狀態(tài)感知：利用各種傳感器及傳感網(wǎng)對物體的狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)感知。
通過(guò)身份、位置、多媒體和狀態(tài)感知等多種相結合的感知方式，實(shí)現信息從匯聚階段向“人—人”、“人—物”、“物—物”之間協(xié)同感知階段和泛在融合階段邁進(jìn)。
 
2通信層
智慧路燈通信層主要完成所有感知控制網(wǎng)絡(luò )的接入，同時(shí)提供安全、可靠、準確、及時(shí)的數據傳送，實(shí)現更全面的互聯(lián)互通。通過(guò)各種形式的高速率高帶寬的通信網(wǎng)絡(luò )工具，將各種電子設備、組織和政府信息系統中收集和儲存的分散信息及數據連接起來(lái)，進(jìn)行交互和多方共享。從而更好地對環(huán)境和業(yè)務(wù)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，從全局的角度分析形勢并實(shí)時(shí)解決問(wèn)題，使得工作和任務(wù)可以通過(guò)多方協(xié)作來(lái)得以遠程完成。
由于處于下層的感應層設備種類(lèi)繁多，數據接口也千差萬(wàn)別，因此網(wǎng)絡(luò )層在滿(mǎn)足多種業(yè)務(wù)接入需求的同時(shí)必須具備豐富的數據接口，處理層所需的海量數據也由網(wǎng)絡(luò )層完成傳送，這就要求網(wǎng)絡(luò )層必須具備超大容量的網(wǎng)絡(luò )傳送能力。結合以上兩方面的需求，可將網(wǎng)絡(luò )層分為接入層和傳送層。各種應用的網(wǎng)絡(luò )傳送主要差別在接入層，傳送層對于各種應用基本沒(méi)有差異。
①傳輸層解決方案
傳統的以SDH/MSTP為主的傳送網(wǎng)已不能適應未來(lái)業(yè)務(wù)的需要。傳輸層呈現出分組化和智能化的趨勢。其主要目標是簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )層次和增加網(wǎng)絡(luò )的智能特性，實(shí)現數據感知、降低網(wǎng)絡(luò )復雜度和運營(yíng)成本。
網(wǎng)絡(luò )IP化的趨勢越來(lái)越明顯，隨之而來(lái)的是傳送層所承載的業(yè)務(wù)發(fā)生了巨大的變化。IP數據業(yè)務(wù)發(fā)展非常迅速，特別是寬帶、IPTV、視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展，對傳送網(wǎng)絡(luò )提出了新的要求：傳送網(wǎng)絡(luò )能適應這種海量增長(cháng)的帶寬需求，并可以進(jìn)行快速靈活的業(yè)務(wù)調度，完善便捷的網(wǎng)絡(luò )維護管理。為了適應這些新的需求，傳送網(wǎng)絡(luò )分組化是必然趨勢。
②接入層層解決方案
接入網(wǎng)主要的趨勢是寬帶化和無(wú)縫移動(dòng)性。在有線(xiàn)接入領(lǐng)域，“光進(jìn)銅退”成為毋庸置疑的趨勢，在無(wú)線(xiàn)接入領(lǐng)域，HSPA、WiMAX、LTE和AIE等技術(shù)將推動(dòng)移動(dòng)接入寬帶化的發(fā)展，同時(shí)，手機的智能化和PC的移動(dòng)化將大大促進(jìn)寬帶需求。
未來(lái)很長(cháng)的時(shí)間內，多種接入技術(shù)將和諧共存。從帶寬、覆蓋范圍、移動(dòng)性和成本等綜合考慮，沒(méi)有任何一種技術(shù)能滿(mǎn)足智慧城市所有的應用場(chǎng)景，多種技術(shù)接入之間的無(wú)縫移動(dòng)將成為關(guān)鍵。
 
3數據層
通信層之上是智慧路燈數據層。該層將感知層獲取的原始數據（包括溫度、濕度、視頻等）按照各領(lǐng)域模型，整合到相應的領(lǐng)域數據庫中，同時(shí)采用數據倉庫技術(shù)，按照時(shí)間維度、空間維度等進(jìn)行信息倉庫的建立。運用具有高吞吐率和高傳輸率的數據存儲技術(shù)、大數據分析技術(shù)和云數據庫進(jìn)行數據存儲、處理和分析，從而能夠滿(mǎn)足上層應用業(yè)務(wù)需求。
云計算是網(wǎng)格計算、分布式計算、并行計算、效用計算、網(wǎng)絡(luò )存儲、虛擬化、負載均衡等傳統計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。它旨在通過(guò)網(wǎng)絡(luò )把多個(gè)成本相對較低的計算實(shí)體整合成一個(gè)具有強大計算能力的完美系統，并借助SaaS、PaaS、IaaS等先進(jìn)的商業(yè)模式把這一強大的計算能力分布到終端用戶(hù)手中。云計算技術(shù)為智慧路燈的業(yè)務(wù)和應用提供虛擬的、強大的計算、存儲能力。
 
4應用層
應用層直接面向最終用戶(hù)，提供多樣化的應用和服務(wù)。智慧城市三大核心領(lǐng)域應用系統——智慧城市管理、智慧產(chǎn)業(yè)、智慧民生，位于架構的應用層，通過(guò)與知識層的城市綜合數據共享平臺進(jìn)行數據交互，實(shí)現各自的業(yè)務(wù)功能。
在整個(gè)信息通信系統架構中，應用信息系統屬于最上層的應用層。在應用層，需要建設統一支撐平臺，實(shí)現各類(lèi)信息資源之間的關(guān)聯(lián)、整合、協(xié)同、互動(dòng)和按需服務(wù)。所有的智慧服務(wù)和應用都部署在統一支撐平臺之上。
統一支撐平臺需要提供分層、開(kāi)放的體系架構，提供模塊化設計，方便各種智慧應用的部署；屏蔽底層各種網(wǎng)絡(luò )的差異；利用云計算技術(shù)，為智慧服務(wù)提供處理能力集和存儲能力集；抽象出標準的服務(wù)能力，為智慧服務(wù)提供標準接口集，開(kāi)放API供服務(wù)調用；提供統一的業(yè)務(wù)展現門(mén)戶(hù)和統一的管理平臺。
 
(二) 平臺功能介紹
國信智城“明”智慧照明系統具有友好的人機界面和完善的圖形數據處理功能，方式靈活、簡(jiǎn)單。地理信息（GIS）圖形處理系統使操作人員可以在屏幕上實(shí)現圖形的縮放、平移、導航及各種監視、操作、修改和定義功能。 整個(gè)系統具備的功能特點(diǎn)如下：

（1）遠程控制
系統可以根據不同類(lèi)型的監控終端控制要求，采用時(shí)控和光控相結合的控制方案，自動(dòng)、手動(dòng)、遙控開(kāi)/關(guān)終端，或按需開(kāi)關(guān)。

（2）自動(dòng)巡測
監控終端能按設定的時(shí)間周期自動(dòng)進(jìn)行定時(shí)巡測。也可隨時(shí)手動(dòng)巡測和選測各監控終端的運行情況。包括電壓、電流、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、故障信息等。

（3）報警處理
當監控終端主動(dòng)報警或調度端在巡測時(shí)發(fā)現有數據異常時(shí)，自動(dòng)發(fā)出語(yǔ)音報警、自動(dòng)存盤(pán)并在地圖上顯示相應的位置和故障類(lèi)型?？赏ㄟ^(guò)設定的手機號碼，向有關(guān)人員****報警。

（4）自動(dòng)計算數據
根據現場(chǎng)運行電壓、電流等參數能自動(dòng)計算相應數據，耗電量、亮燈率等。

（5）獨立運行
當指揮中心管理系統或通信線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，終端會(huì )根據預先設定的程序自動(dòng)運行，確保路燈的正常運行。

（6）終端斷電運行
監控終端內裝有不間斷電源，具有斷電運行功能，能在供電線(xiàn)路斷電、缺相時(shí)及時(shí)報警，使有關(guān)部門(mén)在第一時(shí)間獲知并搶修。

（7）遠程實(shí)時(shí)查詢(xún)（多終端支持）
通過(guò)因特網(wǎng)，實(shí)現手機或便攜式筆記本遠程實(shí)時(shí)查詢(xún)，查詢(xún)內容包括各終端的最新以及歷史數據和故障情況，實(shí)現異地遠程接入訪(fǎng)問(wèn)。

（8）查詢(xún)打印
可以對各監控終端任意定時(shí)數據和年、月、日統計數據進(jìn)行查詢(xún)，顯示的表格、曲線(xiàn)圖、直方圖均可打??；可以對歷史故障進(jìn)行查詢(xún)和打印。

（9）性能參數

(三) 平臺特點(diǎn)
通過(guò)“一個(gè)平臺”，“兩張網(wǎng)絡(luò )”，多個(gè)無(wú)限擴張的智慧城市物聯(lián)網(wǎng)管理平臺系統對于子系統覆蓋，打造具有良好擴展性、包容性的智慧城市新城市。通過(guò)先進(jìn)的傳感和通信技術(shù)，把所有智慧城市的載體，包括路燈、攝像監控系統、報警系統、城市發(fā)布系統等連成一張無(wú)形的“萬(wàn)物相聯(lián)之網(wǎng)”。

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