北京國信智城科技智慧城市解決方案
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北京國信智城科技有限公司是在國家信息中心“國家數(shù)字城市 、城市大數(shù)據(jù)信息化的頂層設(shè)計”標準的指導下，推動城市可視化、城市運營化、城市服務化、城市大數(shù)據(jù)化的信息化科技企業(yè)。為地方政府提供集投資、建設(shè)、運營、服務一體化的整體解決方案，為智慧城市提供基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)支持、基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)支持和智能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在此基礎(chǔ)上，全面提升城市的服務管理能力。
智慧城市物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)
(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(nèi)的所有路燈信號、數(shù)據(jù)記錄、報警處理等。它負責監(jiān)控自組網(wǎng)內(nèi)的路燈管理器的運行，將系統(tǒng)中心的命令下達給路燈管理器，將路燈管理器及線路信息反饋管理中心系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)管理器處于系統(tǒng)中心和自組網(wǎng)內(nèi)路燈管理器的中間，向上通過GPRS/CDMA、TCP/IP等方式同系統(tǒng)中心通信，向下則是通過LoRa通訊協(xié)議方式，與各個路燈管理器進行通信。
中心網(wǎng)關(guān)是實現(xiàn)路燈單燈監(jiān)控的重要硬件設(shè)備，它使用LoRa無線技術(shù)和路燈管理器通信，與系統(tǒng)中心的通信可以使用CDMA、以太網(wǎng)，同時采集路燈控制箱內(nèi)相關(guān)的電壓、電流等數(shù)據(jù)，電纜報警信號，室外控制箱門開關(guān)等其它需要接入的模擬量和開關(guān)信號。
集中管理器內(nèi)置多種功能，包括：時序調(diào)度功能、報警功能、類型轉(zhuǎn)換功能、內(nèi)部實時時鐘，數(shù)據(jù)采集等功能。
一般情況下，一個集中管理器可以管理200至500個左右的路燈傳感器。
性能特點：
? 向上行可通過3G、以太網(wǎng)等方式和管理中心通訊；
? 向下行可通過LORA協(xié)議連接各種終端
? 具有自檢功能保證設(shè)備安全：具有故障自動診斷、自動恢復功能，通過指示燈的閃爍，能確保系統(tǒng)運行的可靠性；
? 數(shù)據(jù)保護功能：在掉電后數(shù)據(jù)不會丟失。
基于 LoRa TM擴頻調(diào)制技術(shù)，安裝高增益 490MHz 玻璃鋼天線，網(wǎng)關(guān)與終端有 效通信距離空曠可達 2-3km。特別適合于戶外通信場景，如：智慧工廠、智慧農(nóng) 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 LoRa 終端。
? 長距離：空曠環(huán)境可覆蓋半徑 5km 的區(qū)域。
? 全網(wǎng)通：支持 LTE (4G/3G/2G)，網(wǎng)關(guān)“免接線”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，與各廠家設(shè)備“互聯(lián)互通”。
? 高品質(zhì)：工業(yè)級 ARM 平臺，高效穩(wěn)定；基于 Linux 系統(tǒng)，成熟易用。
? 戶外型：IP65 防水，POE 供電，GPS 定位對時（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(gòu)
(三) 產(chǎn)品功能及參數(shù)
| 項目 | 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)參數(shù)指標 |
| 通信協(xié)議 | Lora |
| 接收靈敏度 | -140dBm |
| 最大****功率 | +20dBm |
| 通信頻率 | 400 MHz -500MHz |
| 通信速率 | 300Kbps |
| 通信校驗 | 256 bytes CRC |
| 項目 | 網(wǎng)絡(luò)部分 |
| 千兆以太網(wǎng) | 一個10/100/1000M自適應，網(wǎng)絡(luò)接口 |
| Wifi | 支持Wifi通信，支持IEEE 802.11 a/b/g/n/ac 協(xié)議 |
| 無線通信 | 支持3G通信 |
| 路由 | 靜態(tài)路由；RIP v1和V2 |
| VLAN | 基于 802.1Q 的 VLAN；WIFI Guest VLAN |
| IPV4 | 動態(tài)主機配置協(xié)議 (DHCP) 服務器 |
| 以太網(wǎng)點對點協(xié)議 (PPPoE) | |
| PPTP 透傳 (PPTP Pass-through) | |
| L2TP 透傳 (L2TP Pass-through) | |
| IGMP 代理以及組播轉(zhuǎn)發(fā) | |
| 動態(tài)域名系統(tǒng) (dyndns/tzo/he.net/easydns) | |
| 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 (NAT), 端口地址轉(zhuǎn)換 (PAT),Port Forwarding, DMZ | |
| 安全 | 全狀態(tài)檢測(SPI)防火墻 |
| 端口轉(zhuǎn)發(fā)與觸發(fā) | |
| 防火墻訪問控制列表和內(nèi)容過濾 | |
| DoS 防護 | |
| 基于 MAC 的無線訪問控制 | |
| HTTPS 網(wǎng)絡(luò)訪問的設(shè)備管理器 | |
| 項目 | 硬件指標 |
| 功耗 | AC220V <1W |
| 防護等級 | IP67 |
| 外殼材質(zhì) | 鋁 |
| 產(chǎn)品尺寸 | 224x224x107mm |
| 工作環(huán)境 | -20-75℃，10%-90%RH（不凝結(jié)） |
| 存儲溫度 | -40-80℃，5%-90%RH（不凝結(jié)） |
(四) 產(chǎn)品特點
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)議無線組網(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(shè)定策略控制路燈。
? 前端路燈控制接入管理；
? 實現(xiàn)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(jié)點傳輸與管理；
? 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(gòu)
智慧路燈體系結(jié)構(gòu)在通信基礎(chǔ)資源之上分為四層：感知層、通信層、數(shù)據(jù)層、應用層，同時各層與信息化數(shù)據(jù)進行對接。智慧路燈基礎(chǔ)資源主要是指光纜網(wǎng)、城域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、移動網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)資源。智慧路燈建設(shè)的基礎(chǔ)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(gòu)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(shè)備和技術(shù)，實現(xiàn)對人與物的全面感知。感知層是首要環(huán)節(jié)，主要進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，極大的提高了人類對外部世界的了解水平。
感知方式是根據(jù)被感知的信息類型，繼而采取相對應的感知技術(shù)及方法。目前主要的信息類型有：數(shù)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：
①身份感知：通過條形碼、RFID、智能卡、信息終端等對物體的地址、身份及靜態(tài)特征進行標識。
②位置感知：利用定位系統(tǒng)或無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對物體的絕對位置和相對位置進行感知。
③多媒體感知：通過錄音和攝像等設(shè)備對物體的表征及運動狀態(tài)進行感知。
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)進行動態(tài)感知。
通過身份、位置、多媒體和狀態(tài)感知等多種相結(jié)合的感知方式，實現(xiàn)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。
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，同時提供安全、可靠、準確、及時的數(shù)據(jù)傳送，實現(xiàn)更全面的互聯(lián)互通。通過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(shè)備、組織和政府信息系統(tǒng)中收集和儲存的分散信息及數(shù)據(jù)連接起來，進行交互和多方共享。從而更好地對環(huán)境和業(yè)務狀況進行實時監(jiān)控，從全局的角度分析形勢并實時解決問題，使得工作和任務可以通過多方協(xié)作來得以遠程完成。
由于處于下層的感應層設(shè)備種類繁多，數(shù)據(jù)接口也千差萬別，因此網(wǎng)絡(luò)層在滿足多種業(yè)務接入需求的同時必須具備豐富的數(shù)據(jù)接口，處理層所需的海量數(shù)據(jù)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(jié)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有差異。
①傳輸層解決方案
傳統(tǒng)的以SDH/MSTP為主的傳送網(wǎng)已不能適應未來業(yè)務的需要。傳輸層呈現(xiàn)出分組化和智能化的趨勢。其主要目標是簡化網(wǎng)絡(luò)層次和增加網(wǎng)絡(luò)的智能特性，實現(xiàn)數(shù)據(jù)感知、降低網(wǎng)絡(luò)復雜度和運營成本。
網(wǎng)絡(luò)IP化的趨勢越來越明顯，隨之而來的是傳送層所承載的業(yè)務發(fā)生了巨大的變化。IP數(shù)據(jù)業(yè)務發(fā)展非常迅速，特別是寬帶、IPTV、視頻業(yè)務的發(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的帶寬需求，并可以進行快速靈活的業(yè)務調(diào)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縫移動性。在有線接入領(lǐng)域，“光進銅退”成為毋庸置疑的趨勢，在無線接入領(lǐng)域，HSPA、WiMAX、LTE和AIE等技術(shù)將推動移動接入寬帶化的發(fā)展，同時，手機的智能化和PC的移動化將大大促進寬帶需求。
未來很長的時間內(nèi)，多種接入技術(shù)將和諧共存。從帶寬、覆蓋范圍、移動性和成本等綜合考慮，沒有任何一種技術(shù)能滿足智慧城市所有的應用場景，多種技術(shù)接入之間的無縫移動將成為關(guān)鍵。
3數(shù)據(jù)層
通信層之上是智慧路燈數(shù)據(jù)層。該層將感知層獲取的原始數(shù)據(jù)（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(shù)據(jù)庫中，同時采用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)，按照時間維度、空間維度等進行信息倉庫的建立。運用具有高吞吐率和高傳輸率的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和云數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)存儲、處理和分析，從而能夠滿足上層應用業(yè)務需求。
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(tǒng)計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。它旨在通過網(wǎng)絡(luò)把多個成本相對較低的計算實體整合成一個具有強大計算能力的完美系統(tǒng)，并借助SaaS、PaaS、IaaS等先進的商業(yè)模式把這一強大的計算能力分布到終端用戶手中。云計算技術(shù)為智慧路燈的業(yè)務和應用提供虛擬的、強大的計算、存儲能力。
4應用層
應用層直接面向最終用戶，提供多樣化的應用和服務。智慧城市三大核心領(lǐng)域應用系統(tǒng)——智慧城市管理、智慧產(chǎn)業(yè)、智慧民生，位于架構(gòu)的應用層，通過與知識層的城市綜合數(shù)據(jù)共享平臺進行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)各自的業(yè)務功能。
在整個信息通信系統(tǒng)架構(gòu)中，應用信息系統(tǒng)屬于最上層的應用層。在應用層，需要建設(shè)統(tǒng)一支撐平臺，實現(xiàn)各類信息資源之間的關(guān)聯(lián)、整合、協(xié)同、互動和按需服務。所有的智慧服務和應用都部署在統(tǒng)一支撐平臺之上。
統(tǒng)一支撐平臺需要提供分層、開放的體系架構(gòu)，提供模塊化設(shè)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)，為智慧服務提供處理能力集和存儲能力集；抽象出標準的服務能力，為智慧服務提供標準接口集，開放API供服務調(diào)用；提供統(tǒng)一的業(yè)務展現(xiàn)門戶和統(tǒng)一的管理平臺。
(二) 平臺功能介紹
國信智城“明”智慧照明系統(tǒng)具有友好的人機界面和完善的圖形數(shù)據(jù)處理功能，方式靈活、簡單。地理信息（GIS）圖形處理系統(tǒng)使操作人員可以在屏幕上實現(xiàn)圖形的縮放、平移、導航及各種監(jiān)視、操作、修改和定義功能。 整個系統(tǒng)具備的功能特點如下：
（1）遠程控制
系統(tǒng)可以根據(jù)不同類型的監(jiān)控終端控制要求，采用時控和光控相結(jié)合的控制方案，自動、手動、遙控開/關(guān)終端，或按需開關(guān)。
（2）自動巡測
監(jiān)控終端能按設(shè)定的時間周期自動進行定時巡測。也可隨時手動巡測和選測各監(jiān)控終端的運行情況。包括電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)、故障信息等。
（3）報警處理
當監(jiān)控終端主動報警或調(diào)度端在巡測時發(fā)現(xiàn)有數(shù)據(jù)異常時，自動發(fā)出語音報警、自動存盤并在地圖上顯示相應的位置和故障類型?？赏ㄟ^設(shè)定的手機號碼，向有關(guān)人員****報警。
（4）自動計算數(shù)據(jù)
根據(jù)現(xiàn)場運行電壓、電流等參數(shù)能自動計算相應數(shù)據(jù)，耗電量、亮燈率等。
（5）獨立運行
當指揮中心管理系統(tǒng)或通信線路發(fā)生故障時，終端會根據(jù)預先設(shè)定的程序自動運行，確保路燈的正常運行。
（6）終端斷電運行
監(jiān)控終端內(nèi)裝有不間斷電源，具有斷電運行功能，能在供電線路斷電、缺相時及時報警，使有關(guān)部門在第一時間獲知并搶修。
（7）遠程實時查詢（多終端支持）
通過因特網(wǎng)，實現(xiàn)手機或便攜式筆記本遠程實時查詢，查詢內(nèi)容包括各終端的最新以及歷史數(shù)據(jù)和故障情況，實現(xiàn)異地遠程接入訪問。
（8）查詢打印
可以對各監(jiān)控終端任意定時數(shù)據(jù)和年、月、日統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行查詢，顯示的表格、曲線圖、直方圖均可打印；可以對歷史故障進行查詢和打印。
（9）性能參數(shù)
| 序號 | 名稱 | 性能參數(shù) |
| 1 | 單燈控制器 | 1.采用物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，通過LoRa無線自組網(wǎng)進行通信連接，實時在線收發(fā)信息，實現(xiàn)路燈單燈控制； 2.高性能嵌入式微處理器技術(shù)，先進的電能測量計量專用芯片；自診斷和自恢復功能，斷電數(shù)據(jù)保持功能； 3.遠程或就地自動調(diào)光實現(xiàn)路燈的亮燈、暗燈的節(jié)能控制；對單盞路燈可以實時獲知運行狀態(tài)，包括開關(guān)，故障與否，對單盞路燈可以實時獲知運行參數(shù)，包括電流，功率等參數(shù)； 4.遠程控制單盞路燈的開、關(guān)，亮度調(diào)節(jié)； 5.根據(jù)路燈運行狀態(tài)和運行參數(shù)，路燈故障時可以自動報警，實現(xiàn)智慧運維；可實現(xiàn)移動設(shè)備和監(jiān)控室同時查看管理； 防護等級：IP67；外殼材質(zhì)：防火ABS；工作環(huán)境：-20-75 ℃， 10%-90RH（不凝結(jié)）；存儲溫度：-40 -80℃， 5% -90%RH（不凝結(jié)） |
| 2 | 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān) | 1.采用LoRa無線技術(shù)和路燈管理器通信，與系統(tǒng)中心的通信可以使用CDMA、以太網(wǎng)；集中管理器內(nèi)置時序調(diào)度功能、報警功能、類型轉(zhuǎn)換功能、內(nèi)部實時時鐘，數(shù)據(jù)采集等功能。 2.理論傳輸半徑1.5KM，可以管理200至500個左右的路燈傳感器； 3.向上行可通過3G、以太網(wǎng)等方式和管理中心通訊； 4.向下行可通過LORA協(xié)議連接各種終端； 5.具有自檢功能保證設(shè)備安全；能確保系統(tǒng)運行的可靠性；數(shù)據(jù)保護功能：在掉電后數(shù)據(jù)不會丟失；防護等級：IP67；外殼材質(zhì)：鋁；工作環(huán)境：-20-75 ℃， 10%-90RH（不凝結(jié)）；存儲溫度：-40 -80℃， 5% -90%RH（不凝結(jié)） |
| 3 | 調(diào)光光源 | 180W驅(qū)動電源，PF>9.5;支持PWM調(diào)光 |
| 4 | 路燈標簽 | 采用工程級膜，黑色透光油墨，PET高強環(huán)保材料，進口水泥膠組成一體 |
| 5 | 城市智慧照明 大數(shù)據(jù)平臺 | 基于云計算技術(shù)，所有數(shù)據(jù)直接上云。且可提供基于GIS地圖的管理界面；路燈自動巡檢模塊：監(jiān)控中心能對安裝了路燈監(jiān)控器的路燈進行自動巡檢，查報故障并自動生成報修單；路燈控制模塊：能實時對安裝了路燈監(jiān)控器的路燈進行開、關(guān)、調(diào)節(jié)亮度等功能，或預設(shè)控制方案，使路燈按照預設(shè)方案進行亮燈；Web信息發(fā)布模塊：與網(wǎng)站實現(xiàn)無縫對接，進行遠程管理的功能； |
| 6 | 智慧燈桿 | 一體化燈桿，石墨烯大功率LED模組，包括智慧照明、PM2.5、噪聲、溫濕度、和揚塵，車位，天氣監(jiān)測、視頻監(jiān)控、交流充電樁、LED信息發(fā)布、WiFi覆蓋、一鍵報警等功能。 |
| 7 | 智慧燈桿 管理平臺 | 對智慧燈桿進行監(jiān)控管理，實現(xiàn)視頻信號接入管理、環(huán)境監(jiān)測采集展示，車位檢測、信息發(fā)布管理、Wi-Fi覆蓋管理、智能充電管理等功能 |
(三) 平臺特點
通過“一個平臺”，“兩張網(wǎng)絡(luò)”，多個無限擴張的智慧城市物聯(lián)網(wǎng)管理平臺系統(tǒng)對于子系統(tǒng)覆蓋，打造具有良好擴展性、包容性的智慧城市新城市。通過先進的傳感和通信技術(shù)，把所有智慧城市的載體，包括路燈、攝像監(jiān)控系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、城市發(fā)布系統(tǒng)等連成一張無形的“萬物相聯(lián)之網(wǎng)”。
| 名稱 | 作用說明 |
| 遠程開/關(guān)燈 | 根據(jù)需要，對一整條街道、一段線路或特定燈桿進行遠程控制 |
| 遠程調(diào)光 | 根據(jù)各路段的車輛和人流狀況，分時分區(qū)域?qū)φ彰髀窡暨M行遠程功率調(diào)節(jié) |
| 策略設(shè)置 | 根據(jù)不同區(qū)域和日期（時間）對照明要求，設(shè)置區(qū)域分組分時分段運行策略 |
| 智能運行 | 除了按照經(jīng)緯度生成時間表運行外，還可按照配置策略、節(jié)能目標、自然采光、季節(jié)更替、天氣變化等自動調(diào)整 |
| 自動/人工功率調(diào)整 | 根據(jù)不同時段、路段和線路電壓等情況，自動或者人工調(diào)整照明功率 |
| 數(shù)據(jù)采集 | 自動采集各節(jié)點運行狀態(tài)（開或關(guān)）、數(shù)據(jù)（電壓/電流/功率） |
| 遠程抄表 | 遠程抄讀電能數(shù)據(jù)（電量/電參數(shù)/運行狀態(tài)/事件記錄等） |
| 報表與智能分析 | 各設(shè)備狀況（路燈或整流器的型號/壽命等）進行統(tǒng)計、查詢、分析、預測 |
| 異常告警 | 非正常開關(guān)燈、非正常打開等主動警示，并****通知 |
| 故障告警 | 燈泡、通信、電源等故障自動報警，并通知維修 |
| 防盜報警 | 安裝防盜報警終端。路燈系統(tǒng)遭到破壞時自動報警，并****通知 |
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