智慧城市物聯(lián)網網關

(一)?產品概述

網關主要作用是接收和發(fā)送LoRa自組網內的所有路燈信號、數(shù)據(jù)記錄、報警處理等。它負責監(jiān)控自組網內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)。網絡管理器處于系統(tǒng)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(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。

中心網關是實現(xiàn)路燈單燈監(jiān)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(tǒng)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(shù)據(jù)，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(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(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(lián)互通”。
??高品質：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)?產品架構
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(三)?產品功能及參數(shù)
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(四)?產品特點

作為物聯(lián)網網關，可以為物聯(lián)網終端提供接入云平臺的通道。物聯(lián)網采用LORA協(xié)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(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(lián)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(shù)據(jù)層、應用層，同時各層與信息化數(shù)據(jù)進行對接。智慧路燈基礎資源主要是指光纜網、城域網、互聯(lián)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(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(tài)進行感知。
④狀態(tài)感知：利用各種傳感器及傳感網對物體的狀態(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。
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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(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絡工具，將各種電子設備、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備種類繁多，數(shù)據(jù)接口也千差萬別，因此網絡層在滿足多種業(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(tǒng)的以SDH/MSTP為主的傳送網已不能適應未來業(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絡層次和增加網絡的智能特性，實現(xiàn)數(shù)據(jù)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(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(yè)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(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，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(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）按照各領域模型，整合到相應的領域數(shù)據(jù)庫中，同時采用數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)存儲技術、大數(shù)據(jù)分析技術和云數(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(tǒng)計算機技術和網絡技術發(fā)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(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。
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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(tǒng)——智慧城市管理、智慧產業(yè)、智慧民生，位于架構的應用層，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，需要建設統(tǒng)一支撐平臺，實現(xiàn)各類信息資源之間的關聯(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，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(tǒng)一的業(yè)務展現(xiàn)門戶和統(tǒng)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(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(jiān)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(jiān)控終端的運行情況。包括電壓、電流、開關狀態(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。可通過設定的手機號碼，向有關人員短信報警。

（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(xiàn)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(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)

(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(lián)網管理平臺系統(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，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”。

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編輯：黃飛

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