四、智慧路灯各子系统标准现状研究
目前,智慧路灯处于快速发展期,现阶段示范的产品已是照明、显示屏、光伏、充电桩、传感器、通信和软件等产业的跨界合成。未来还将实现硬件可植入、软件可叠加、应用可拓展等,并可能向更大的领域延伸,如智慧医疗、智慧金融、智慧体育等。
由于智慧路灯相关技术和市场尚处在不断地发展变化中,加上跨越多个领域和需要有关管理部门的制度支撑等问题,标准化工作难度很大。上述的多个组织制定的有关智慧照明的标准都各有侧重点,智慧照明标准是碎片化的。本节将对智慧路灯主要的几个子系统进行标准梳理。
4.1照明子系统
照明子系统的相关标准见表1,可以分为安全标准、电磁兼容标准、性能标准(主要考核LED路灯的光学性能和灯具效能等)、环境标准、现场检测(对道路的平均亮度、亮度总均匀度、亮度纵向均匀度、平均照度、照度均匀度、眩光、环境比以及功率密度等提出要求)和综合标准。
4.2 显示屏子系统
显示屏子系统的相关标准见表2,可以分为安全标准、电磁兼容标准、性能标准(主要针对颜色)、环境标准(包括防水、防尘,高低温,振动,跌落和盐雾等)和综合标准。目前,缺乏标准对智慧路灯用显示屏的尺寸和最大亮度等进行规范。
4.3 光伏子系统
光伏子系统的相关标准有以下6个:
1)CQC 1602-2013光伏电源供电的LED道路和街路照明系统认证技术规范;
2)GB/T 9535-1998地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型;
3)GB 24460-2009太阳能光伏照明装置总技术规范;
4)GB/T 26849-2011太阳能光伏照明用电子控制装置性能要求;
5)IEC 61730-2:2004光伏(PV)组件安全鉴定第2部分:技术要求;
6)IEC 62124:2004独立光伏系统-设计验证。其中,GB 24460-2009标准要求,整体结构具有足够的强度承受10级风荷载试验,装置防护等级应大于IP54,4m以上高度的灯杆应具有良好的防雷和接地保护措施,接地电阻应小于30Ω,带电体与金属部件之间绝缘电阻应大于2MΩ,箱体需设计成使用专用工具才能打开的结构。
4.4 充电桩子系统
充电桩子系统的相关标准有以下5个:
1)GB/T 18487.1-2015电动汽车传导充电系统第1部分:通用要求;
2)GB/T 20234.1-2015电动汽车传导充电用连接装置第1部分:通用要求;
3)GB/T 20234.2-2015电动汽车传导充电用连接装置第2部分:交流充电接口;
4)GB/T 20234.3-2015电动汽车传导充电用连接装置第3部分:直流充电接口;
5)GB/T 27930-2015电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议。
4.5 传感器子系统
目前,用于智慧路灯的传感器主要有MEMS(微机电系统)传感器、光敏传感器、红外传感器、超声波传感器和温湿度传感器等,相关的标准并不齐全,主要有以下7个标准:
1)GB/T 7665-2005传感器通用术语;
2)GB/T 30269.2-2013信息技术传感器网络第2部分术语;
3)GB 10408.5-2000入侵探测器第五部分-室内用被动红外线探测器;
4)GB 10408.6-2009微波和被动红外复合入侵探测器;
5)GB/T 30269.701-2014信息技术传感器网络第701部分:传感器接口:信号接口;
6)GB/T 15478-2015压力传感器性能试验方法;
7)GB/T 15768-1995电容式湿敏元件与湿度传感器总规范。
4.6 音视频子系统
音视频子系统的相关标准有以下4个:
1)GB 8898-2011音频、视频及类似电子设备安全要求;
2)GB 20815-2006视频安防监控数字录像设备;
3)YD/T 1666-2007远程视频监控系统的安全技术要求;
4)YD/T 1806-2008基于IP的远程视频监控设备技术要求。
4.7 通信子系统
智慧路灯通信,从通信接入方式上,可以分为有线通信方式和无线通信方式。
有线通信主要方式为:PLC,DALI,DMX512,KNX/EIB,BACNet,RS-485和Ethernet。
无线通信主要方式为:ZigBee,WiFi,Bluetooth,Enocean,UWB,NFC,IRDA,和NB-Iot。
本节主要对以下常用的10个通信协议的标准(或者称之为通信规范)和5个自定义的通信协议进行梳理:
1)PLC(电力线载波):GB/Z 20177.1-2006控制网络LONWORKS技术规范第1部分:协议规范;GB/Z 20177.2-2006控制网络LONWORKS技术规范
第2部分:电力线信道规范;GB/Z 20177.3-2006控制网络LONWORKS技术规范
第3部分:自由拓扑双绞线信道规范;GB/Z 20177.4-2006控制网络LONWORKS技术规范
第4部分:基于隧道技术在IP信道上传输控制网络协议的规范;
2)DALI(数字可寻址照明接口):DALI 1:GB/T 30104系列(共12个),等同采用IEC 623861.0版本;DALI2:IEC 62386 2.0版本,目前已发布IEC62386-101,102,103,201,207,208,209,216,217,218,222,224,301,302,303,304,332,