Jste zde

LoRaWAN systém řízení osvětlení od Phoenix Contact

Antonín Vojáček, 10. Březen 2024 - 19:24

Jedním z témat veletrhu AMPER 2024 je i digitalizace služeb měst, tzv. Smart city technologie. Jednou z důležitých oblastí města je zajištění efektivního pouličního osvětlení. Moderní bezdrátové řízení umožňuje vzdáleně ovládat a optimalizovat dobu a intenzitu osvětlení každé lampy či skupiny lamp a tím i efektivně šetřit spotřebu energie.

Inteligentní pouliční osvětlení

Kvalitní osvětlení veřejných dopravních ploch zajišťuje bezpečné, příjemné a atraktivní prostředí pro všechny občany. Systémy osvětlení ulic a náměstí však spotřebují také velmi mnoho energie a často chybí transparentnost v souvislosti s výpadky nebo flexibilitou, pokud jde o adaptabilitu infrastruktury osvětlení. Moderní inteligentní správa infrastruktury osvětlení pak má za následek delší provozní životnost světel, snižuje potřebu údržby pouličního osvětlení, zvyšuje bezpečnost silničního provozu a pohybu chodců i cyklistů. Současně snižuje spotřebu energie a utlumuje se světelné znečištění.

Řešení Phoenix pro inteligentní správu osvětlení umožňuje zvýšit efektivitu systému městského osvětlení a umožňuje udělat první důležitý krok k realizaci inteligentního města (tzv. Smart city). A to je možné jak při modernizaci stávajících instalací, tak při realizaci nových projektů. Inteligentní řešení osvětlení je podporováno moderními široce standardizovanými bezdrátovými komunikačními technologiemi, jako je LoRaWAN nebo mobilní rádiové spojení. Kombinace chytrých komponent řízení a komunikace společně s otevřeným a bezpečným systémem řízení osvětlení tak umožňuje plnou kontrolu nad celoměstskou světelnou infrastrukturou, aniž by se systém omezil na jednoho poskytovatele.

Hlavní výhody LoRaWAN systému pouličního osvětlení:

Přehled o své světelné infrastruktuře po celou dobu životnosti díky kompletnímu dohledu, správě a řízení osvětlení na dálku prostřednictvím jediného webového portálu - navíc přes servisní aplikaci lze provádět snadný dálkový přístup k přístrojům pro řízení osvětlení.
Flexibilní stmívací profily pro jednotlivá pouliční světla nebo skupinu světel optimalizují dostupnost světla - podle toho, kdy a kde je světlo zapotřebí, lze dynamicky určovat úroveň světla v závislosti na přirozeném světle, dopravě nebo přítomnosti lidí.
Rozsáhlé informace o stavu a výkonu z měření a výpočtů každé jednotlivé lampy - ty zaručují důležité informace o spotřebě energie a potenciálu úspory energie a díky diagnostické funkci systému může servisní personál přímo lokalizovat vadné lampy v síti pouličního osvětlení.

Novinka - Rádiový modul LPWAN LCU D4I ZHAGA

Mezi horké letošní novinky v oblasti LoRaWAN řízení pouličního osvětlení patří rádiový modul Phoenix Contact LPWAN LCU D4I ZHAGA. LCU (Luminaire Control Unit) je jednotka pro individuální ovládání pouličního osvětlení dle specifikace Zhaga Book 18. LPWAN LCU D4I ZHAGA modul je tedy navržen pro použití přímo na krytu pouličního osvětlení a poskytuje standardizované napájení a komunikaci DALI-2 přes patice kompatibilní se Zhaga. Ovládání EVG je také kompatibilní se standardem DALI-2.

Modul má vestavěnou synchronizaci času z LoRaWAN serveru a astronomický kalendář. Po definování geografické polohy zařízení tak lze ovládat odpovídající pouliční osvětlení v závislosti na čase východu a západu slunce dle ročního období. Případně, pokud je nutné vzít v úvahu faktory specifické pro dané místo, které ovlivňují okolní světlo (např. vysoké budovy), lze časy východu a západu slunce upravit ručně. Modul má i vestavěný senzor okolního světla a tak lze příslušné pouliční osvětlení ovládat i v závislosti na aktuální měřené osvětlenosti.

Parametrizace modulu je možná dvěma možnostmi. Můžete parametrizovat zařízení pomocí interního parametrizačního souboru zařízení nebo pomocí serveru LoRaWAN. Ovládací příkazy lze odeslat jednotlivým zařízením nebo jako skupinový příkaz několika zařízením současně. Je-li požadováno vizualizovat pouliční osvětlení, můžete vytvořit odpovídající aplikaci na serveru LoRaWAN.

Základní výhody / vlastnosti rádiového modulu:

Zlepšená energetická účinnost funkce lampy díky obousměrné komunikaci LoRaWAN
Světelné body stále pod kontrolou díky dálkové parametrizaci a diagnostice
Automatická záložní strategie v případě selhání komunikace
Bezdrátová komunikace LoRaWAN EU 868
- Vysílací výkon: až do 27 dBm
- Dosah komunikace: až 15 km
- Citlivost přijímače: -140 dBm
Šifrovaný přenos dat / komunikace: TLS 128
Napájení a komunikace s lampou kompatibilní se standardem DALI
Typ připojení: zásuvka dle standardu Zhaga Book 8
Počet podporovaných účastníků:
- 1 (přes komunikaci DALI s interním napájením)
- až 64 (přes komunikaci DALI s externím napájením)
Krytí proti venkovním podmínkám: IP66
Provozní teplota: -40 až +70 °C

Řídicí jednotky LoRaWAN pro bezdrátové síťové ovládání osvětlení

Společnost Phoenix Contact nabízí i další řídicí jednotky LoRaWAN (LCU) pro správu a řízení osvětlení a LED ovladačů světel. Sortiment výrobků sahá od zařízení s paticemi k jednoduchému připojení k hlavicím svítidel Zhaga a NEMA až po univerzální řídicí jednotky, pomocí kterých můžete své stávající osvětlení začlenit do sítě LoRaWAN. Pokud není k dispozici zásuvka, používají se univerzální řídicí jednotky s podporou standardu LoRaWAN, které lze instalovat přímo do pouzdra spínací elektroniky.

Obě varianty vyžívají k přenosu dat protokol DALI. Díky tomu je možné použít řídicí jednotky u LED ovladačů od libovolných výrobců. Tímto způsobem si kromě jednoduchých spínacích příkazů mohou s ovladačem LED vyměňovat další provozní a diagnostické údaje. Vestavná zařízení pro klasický rozvaděč osvětlení nahrazují spínací hodiny nebo přístroj hromadného dálkového ovládání celých úseků ulic.

Pomocí softwaru pro správu osvětlení Smart Lighting Service lze pak nastavit různé úrovně stmívání. To má přímý vliv na spotřebu energie a životnost světel. K pohodlné správě celých oblastí lze vytvářet skupiny a vzájemně je propojovat. Zatímco v některých částech města se světla v noci ztlumí kvůli úspoře energie a nákladů, v jiných částech se z bezpečnostních důvodů svítí na 100 %.

Softwarová aplikace Smart Lighting Service tak umožňuje například městským službám v St. Gallen provádět správu a údržbu a také dálkově řízené stmívání a monitorování pouličního osvětlení a to vše kdykoli a odkudkoli prostřednictvím webového portálu.

Základní vlastnosti / výhody systému LoRaWAN řízení:

Zlepšení energetické účinnosti prostřednictvím osvětlení podle potřeb
Světelné body stále pod kontrolou díky dálkové parametrizaci a diagnostice
Obousměrná zašifrovaná komunikace k osvětlení TLS 128
Bezdrátová komunikace LoRaWAN EU 868
- Vysílací výkon: až do 27 dBm
- Dosah komunikace: až 15 km
- Citlivost přijímače: -140 dBm
Možnost dovybavení stávající infrastruktury osvětlení - kompatibilita se standardy Zhaga a NEMA

Brána LoRaWAN-Gateway

LoRaWAN-Gateway umožňuje co nejsnadněji vytvořit základ pro komunikaci v síti LoRaWAN zcela nezávisle na daném místě a signálech tradičních poskytovatelů komunikace. Umožňuje tedy vytvořit nebo rozšířit soukromou LoRaWAN síť. Brána na jedné straně funguje jako LoRaWAN stanice a na druhé straně pracuje s se standardizovaným Ethernet rozhraním a také interním modemem 4G/LTE pro snadné napojení brány přes Internet na lokální server nebo i cloudovou aplikaci.

Brána LoRaWAN je založena na standardizovaném LoRaWAN komunikačním stacku a funguje jako transparentní konvertor médií mezi LoRaWAN serverem a koncovým přístrojem a tak umožňuje přenášet informace několika stovek až tisíců přístrojů v závislosti na zátěži v rádiové síti.

Základní vlastnosti LoRaWAN-Gateway:

Je určeno pro vlastní zřízení a rozvoj LoRaWAN sítě nezávisle na externích operátorech
Volná parametrizace přístupu k serverům LoRaWAN
Chráněná data díky zašifrovanému a bezpečnému přenosu
Komunikace přes ethernetové rozhraní nebo interní 4G / LTE modem
Napájení přes Ethernet PoE+
Vhodné pro venkovní použití díky krytí IP67

Závěr

Síťové propojení jednotlivých inteligentních osvětlovacích zařízení slouží jako ideální platforma pro aplikace inteligentního města a internetu věcí. Multifunkční pouliční lampy navíc postupně přebírají i další důležité úlohy komunikativně propojeného města jako nosiče dalších senzorů a komunikačních prvků. Vedle veřejné sítě WLAN i dodávají data o kvalitě ovzduší a plynulosti dopravního provozu nebo slouží jako nabíjecí sloupek. Pouliční lampy vybavené různými environmentálními senzory mohou sbírat data např. o pohybu, počasí a dopravním provozu. Pomocí systému řízení osvětlení lze navíc tato další data přenášet přes otevřené API rozhraní API do různých IoT platforem 3. stran nebo také do komunálních a institucionálních datových platforem, kde mohou být spolu smysluplně propojena a analyzována.

Veletrh AMPER 2024 s podtitulem Smart&Connected World se zaměří na chytré technologie. Tématy budou mimo jiné elektroenergetika, fotovoltaika, elektroinstalace, systémy řízení a zabezpečení budov, osvětlovací technika, pohony a napájení, elektromobilita nebo smart city. Navštivte Brno 19.-21.3. 2024. www.amper.cz