智慧城市物聯網網關

(一)?產品概述

網關主要作用是接收和發送LoRa自組網內的所有路燈信號、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，將路燈管理器及線路信息反饋管理中心系統。網絡管理器處于系統中心和自組網內路燈管理器的中間，向上通過GPRS/CDMA、TCP/IP等方式同系統中心通信，向下則是通過LoRa通訊協議方式，與各個路燈管理器進行通信。

中心網關是實現路燈單燈監控的重要硬件設備，它使用LoRa無線技術和路燈管理器通信，與系統中心的通信可以使用CDMA、以太網，同時采集路燈控制箱內相關的電壓、電流等數據，電纜報警信號，室外控制箱門開關等其它需要接入的模擬量和開關信號。

集中管理器內置多種功能，包括：時序調度功能、報警功能、類型轉換功能、內部實時時鐘，數據采集等功能。

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、以太網等方式和管理中心通訊；
??向下行可通過LORA協議連接各種終端
??具有自檢功能保證設備安全：具有故障自動診斷、自動恢復功能，通過指示燈的閃爍，能確保系統運行的可靠性；
??數據保護功能：在掉電后數據不會丟失。
基于 LoRa TM擴頻調制技術，安裝高增益 490MHz 玻璃鋼天線，網關與終端有 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 業、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：空曠環境可覆蓋半徑 5km 的區域。
??全網通：支持 LTE (4G/3G/2G)，網關“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，與各廠家設備“互聯互通”。
??高品質：工業級 ARM 平臺，高效穩定；基于 Linux 系統，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，互聯互通；

(二)?產品架構
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(三)?產品功能及參數
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(四)?產品特點

作為物聯網網關，可以為物聯網終端提供接入云平臺的通道。物聯網采用LORA協議無線組網，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。完備的網絡安全機制，防止網絡入侵。斷網可自行按照已設定策略控制路燈。
??前端路燈控制接入管理；
??實現前端路燈控制器與平臺交互；
??支持LoRa協議傳輸；
??支持TCP/TP傳輸協議
??支持多節點傳輸與管理；
??獨特的網絡密鑰（EU164），保證網絡層安全；
??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；

物聯網軟件平臺

(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，同時各層與信息化數據進行對接。智慧路燈基礎資源主要是指光纜網、城域網、互聯網、移動網等網絡基礎資源。智慧路燈建設的基礎為通信網絡，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：
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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，實現對人與物的全面感知。感知層是首要環節，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。
感知方式是根據被感知的信息類型，繼而采取相對應的感知技術及方法。目前主要的信息類型有：數字信息、原始信息以及其他相關信息，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、身份及靜態特征進行標識。
②位置感知：利用定位系統或無線傳感網絡技術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備對物體的表征及運動狀態進行感知。
④狀態感知：利用各種傳感器及傳感網對物體的狀態進行動態感知。
通過身份、位置、多媒體和狀態感知等多種相結合的感知方式，實現信息從匯聚階段向“人—人”、“人—物”、“物—物”之間協同感知階段和泛在融合階段邁進。
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2通信層
智慧路燈通信層主要完成所有感知控制網絡的接入，同時提供安全、可靠、準確、及時的數據傳送，實現更全面的互聯互通。通過各種形式的高速率高帶寬的通信網絡工具，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，進行交互和多方共享。從而更好地對環境和業務狀況進行實時監控，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作來得以遠程完成。
由于處于下層的感應層設備種類繁多，數據接口也千差萬別，因此網絡層在滿足多種業務接入需求的同時必須具備豐富的數據接口，處理層所需的海量數據也由網絡層完成傳送，這就要求網絡層必須具備超大容量的網絡傳送能力。結合以上兩方面的需求，可將網絡層分為接入層和傳送層。各種應用的網絡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
傳統的以SDH/MSTP為主的傳送網已不能適應未來業務的需要。傳輸層呈現出分組化和智能化的趨勢。其主要目標是簡化網絡層次和增加網絡的智能特性，實現數據感知、降低網絡復雜度和運營成本。
網絡IP化的趨勢越來越明顯，隨之而來的是傳送層所承載的業務發生了巨大的變化。IP數據業務發展非常迅速，特別是寬帶、IPTV、視頻業務的發展，對傳送網絡提出了新的要求：傳送網絡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務調度，完善便捷的網絡維護管理。為了適應這些新的需求，傳送網絡分組化是必然趨勢。
②接入層層解決方案
接入網主要的趨勢是寬帶化和無縫移動性。在有線接入領域，“光進銅退”成為毋庸置疑的趨勢，在無線接入領域，HSPA、WiMAX、LTE和AIE等技術將推動移動接入寬帶化的發展，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，多種接入技術將和諧共存。從帶寬、覆蓋范圍、移動性和成本等綜合考慮，沒有任何一種技術能滿足智慧城市所有的應用場景，多種技術接入之間的無縫移動將成為關鍵。
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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）按照各領域模型，整合到相應的領域數據庫中，同時采用數據倉庫技術，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據存儲技術、大數據分析技術和云數據庫進行數據存儲、處理和分析，從而能夠滿足上層應用業務需求。
云計算是網格計算、分布式計算、并行計算、效用計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡等傳統計算機技術和網絡技術發展融合的產物。它旨在通過網絡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，并借助SaaS、PaaS、IaaS等先進的商業模式把這一強大的計算能力分布到終端用戶手中。云計算技術為智慧路燈的業務和應用提供虛擬的、強大的計算、存儲能力。
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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域應用系統——智慧城市管理、智慧產業、智慧民生，位于架構的應用層，通過與知識層的城市綜合數據共享平臺進行數據交互，實現各自的業務功能。
在整個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，實現各類信息資源之間的關聯、整合、協同、互動和按需服務。所有的智慧服務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；屏蔽底層各種網絡的差異；利用云計算技術，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供服務調用；提供統一的業務展現門戶和統一的管理平臺。
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(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、簡單。地理信息（GIS）圖形處理系統使操作人員可以在屏幕上實現圖形的縮放、平移、導航及各種監視、操作、修改和定義功能。?整個系統具備的功能特點如下：

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

（2）自動巡測
監控終端能按設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控終端的運行情況。包括電壓、電流、開關狀態、故障信息等。

（3）報警處理
當監控終端主動報警或調度端在巡測時發現有數據異常時，自動發出語音報警、自動存盤并在地圖上顯示相應的位置和故障類型?？赏ㄟ^設定的手機號碼，向有關人員短信報警。

（4）自動計算數據
根據現場運行電壓、電流等參數能自動計算相應數據，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路發生故障時，終端會根據預先設定的程序自動運行，確保路燈的正常運行。

（6）終端斷電運行
監控終端內裝有不間斷電源，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，實現手機或便攜式筆記本遠程實時查詢，查詢內容包括各終端的最新以及歷史數據和故障情況，實現異地遠程接入訪問。

（8）查詢打印
可以對各監控終端任意定時數據和年、月、日統計數據進行查詢，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

(三)?平臺特點
通過“一個平臺”，“兩張網絡”，多個無限擴張的智慧城市物聯網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。通過先進的傳感和通信技術，把所有智慧城市的載體，包括路燈、攝像監控系統、報警系統、城市發布系統等連成一張無形的“萬物相聯之網”。

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編輯：黃飛

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