Was ist eine intelligente Straßenlaterne?

Was ist eine intelligente Straßenlaterne?

Intelligente Straßenlaterne bezieht sich auf eine mit dem Netzwerk verbundene Straßenlaterne. Jede Straßenlaterne ist mit einer Außenlampensteuerung, einem Gerät für das Internet der Dinge und/oder Sensoren ausgestattet. Eine intelligente Straßenlaterne regelt automatisch die Lichtintensität basierend auf Sonnenuntergangs-/Sonnenaufgangszeiten, Tagesablauf, menschlicher Anwesenheit, Verkehr und/oder Wettersituation. Dadurch wird erheblich Energie eingespart und die Wartungskosten gesenkt. Intelligente Straßenlaternen erfassen und übertragen Daten nahezu in Echtzeit an ein zentrales Managementsystem, sodass der Straßenlaternenbetreiber Folgendes erhält:

• Vollständige Kontrolle über jede Leuchte,
• Einblick in den Zustand der öffentlichen Beleuchtung, und
• Zugriff auf eine Reihe von Beleuchtungsanwendungen und -diensten.

Wie funktionieren intelligente Straßenlaternen?

Eine intelligente Straßenlaterne regelt automatisch die Lichtintensität der angeschlossenen Straßenlaterne basierend auf einem intelligenten Algorithmus und Eingaben von externen Sensoren. Zu diesen Eingaben gehören örtliche Sonnenuntergangs-/Sonnenaufgangszeiten, Tageslichtpegelplan, vorprogrammierte Lichtszenen, Anwesenheit von Menschen, Verkehr und/oder Wettersituation.

Um dies zu erreichen, ist eine herkömmliche oder LED-Straßenlaterne typischerweise mit einem ausgestattet Außenlampensteuerung (OLC). Der Hauptzweck dieses Controllers ist das Senden und Empfangen von Befehlen an/von der angeschlossenen Straßenlaterne. Zu solchen Befehlen gehören Schalt-, Dimm-, Zeitplanungs- und Wartungsmeldungen.

Der Outdoor Lamp Controller (OLC) fungiert auch als Brücke zwischen der angeschlossenen Straßenleuchte und einem zentralen Managementsystem (webbasierte Software, CMS). Das OLC sammelt und teilt Leuchtendaten mit dem zentralen Managementsystem.

Heute sind Straßenlaternensteuerungen in der Regel in vier verschiedenen Formen erhältlich:

• Nema-Controller – Diese OLC-Typen sind mit einer 5-poligen Nema- oder einer 7-poligen Nema-Buchse ausgestattet, die mit dem ANSI C136.41-Standard kompatibel sind.
• Zhaga-Controller – Diese OLC-Typen sind mit einem einfacheren 4-Pin ausgestattet Zhaga (Buch 18) Steckdose, und oft kompatibel mit Zhaga D4i
• Steuerung für Leuchtenmontage – Diese Art von OLC wird in der Straßenleuchte installiert. Hier wird der OLC oft zusammen mit dem LED-Treiber platziert und über analoge/DALI-Dimmleitungen angeschlossen. Ein solcher Ansatz ist besonders geeignet, wenn eine Leuchte nicht mit einer Nema- oder Zhaga-Fassung ausgestattet ist.
• Steuerung für Mastmontage – Diese Art von OLC wird am Straßenmast installiert. Hier werden die Dimmleitungen vom OLC und dem LED-Treiber an der Unterseite der Leuchte (an der Anschlussdose) angeschlossen. Dieser Ansatz ist oft geeignet, wenn eine Leuchte weder mit einer Nema- oder Zhaga-Buchse ausgestattet ist, noch die Leuchte Platz hat, um den Controller intern unterzubringen. Der extern am Mast montierte Controller bietet ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis, wenn ein Straßenmast mehrere Leuchten hat (z. B. 2, 3 oder 4 Leuchten an einem Mast). Diese mehreren Leuchten können von einem einzigen OLC gesteuert werden.

Nema und Zhaga basierte Controller sind deutlich beliebter und von Städten weit verbreitet. Dies liegt daran, dass sie eine einfache Plug-and-Play-Installation an einer Straßenlaterne unterstützen. Immer mehr neue intelligente Beleuchtungsprojekte werden übernommen Zhaga D4i

Was sind die gängigsten Kommunikationstechnologien, die von einer intelligenten Straßenlaterne verwendet werden?

Eine Straßenlaternensteuerung für den Außenbereich (OLC) verwendet verschiedene Kommunikationstechnologien, um eine Verbindung herzustellen zentrale Lichtmanagementplattform (CMS)/ ein Kommando- und Kontrollzentrum (CCC). Jeder Kommunikationsmodus hat seine Stärken und Schwächen. Eine Stadt sollte basierend auf ihrer örtlichen Situation eine geeignete Kommunikationstechnologie auswählen.

• HF-Mesh – Radio Frequency Mesh ist eine der gebräuchlichsten Kommunikationsmethoden – typischerweise geeignet für kleine Netzwerke (unter 5000 intelligenten Straßenlaternen). Es ist ein weit verbreitete Lösung für bewegungssensorbasierte intelligente Straßenlaternen. RF Mesh verwendet a Zigbee-artiges drahtloses Mesh-Netzwerk (2.4 GHz/ 868 MHz). Controller berichten in der Regel an ein Gateway, das sich wiederum mit dem CMS verbindet.
• LoRaWAN – ein Low-Power-Wide-Area-Wireless-Netzwerk, in dem LoRa Gateway(s) Tausende von verbundenen Internet-of-Things-Geräten verwalten kann. Es eignet sich für bestimmte Smart-City-Anwendungen wie z. B. Metering. Allerdings wegen Sicherheitdienst, Datenbeschränkung und Single-Point-of-Failure-Gründe, LoRaWAN wird für die intelligente Straßenbeleuchtungsanwendung nicht empfohlen.
• UNB – ähnlich wie LoRaWAN, ultra schmalband basierte Geräte verbinden sich mit zentralisierten UNB-Gateways. UNB ist eine proprietäre Kommunikationstechnologie, die von bestimmten Anbietern angeboten wird. Fehlende internationale Standards, Sicherheitsverletzungen und Single-Point-of-Failure bleiben Hauptanliegen von Städten, die die Verwendung von UNB für öffentliche kritische Infrastrukturen in Betracht ziehen.
• PLC – Powerline-Kommunikation nutzt vorhandene Stromkabel für die Datenkommunikation zwischen dem Controller (OLC) und dem Gateway (Segment-Controller). Es war Anfang 2000 eine beliebte Technologie. Es ist jedoch eine veraltete Technologie, der es oft an Ersatzteilen und Verbesserungen mangelt Sicherheitsstandards.
• Mobilfunk-IoT - Mobilfunk-IoT ist die am weitesten verbreitete Lösung für den Einsatz großer stadtweiter intelligenter Straßenlaternen (mehr als 5000 intelligente Straßenlaternen). Hier wird ein Outdoor Lamp Controller (OLC) mit einer SIM-Karte/eSIM ausgestattet. OLC verbindet sich direkt mit dem lokalen Telekommunikationsturm (ohne physisches Gateway). Unterstützt durch die 3GPP globale Partnerschaft für mobiles Breitband und höchster Sicherheitsstandard, heute nutzen Milliarden von Geräten (einschließlich Mobiltelefonen, Geldautomaten und Ampeln) das zellulare IoT.

Welche Art von Sensoren können an Smart Street Light angeschlossen werden?

Intelligente Straßenlaternen sind oft mit einem oder mehreren Sensoren ausgestattet. Diese Sensoren sind Teil des Außenlampencontrollers (OLC) oder werden extern an den OLC angeschlossen. Nachfolgend sind verschiedene Arten von Straßenlichtsensoren und ihre Funktionen aufgeführt:

• Fotozelle / Umgebungslichtsensor – Passt die Beleuchtung der Straßenbeleuchtung (einschließlich Ein- und Ausschalten) basierend auf dem Lichtniveau der Umgebung an. SkySwitch ist ein solches Beispiel für auf Nema und Zhaga basierende Fotozellen.
• Bewegungssensor – passt die Lichtintensität basierend auf der Anwesenheitserkennung an. Hellere Lichter bei Erkennung und niedrigere Lichtstärke, wenn niemand in der Nähe ist. Dadurch wird die öffentliche Sicherheit mit hervorragenden Einsparungen kombiniert. CitySense ist eines der am weitesten verbreiteten Bewegungsmelder für Straßenlaternen.
• Akustischer Sensor – erkennt Geräusche wie laute Schreie und Verkehrsgeräusche. Und kann auch Schüsse erkennen, um die Polizei zu alarmieren.
• Accelerometer – Erkennt Stangenneigung oder Stangenschlag – um Alarm auszulösen.
• Seismischer Sensor – überwacht Erdbeben/Bodenbewegungen, um den Einsatzkräften zu helfen, den Schaden einzuschätzen und rechtzeitig Sicherheitsmaßnahmen zu ergreifen.
• Parkplatzsensor – identifiziert freie Parkplätze.

Vorteile der intelligenten Straßenbeleuchtung

Intelligente Straßenlaternen sind eine kostengünstige, praktische und nachhaltige Möglichkeit, den Energieverbrauch und die Kosten zu minimieren. Intelligente Straßenlaternen verbessern auch die Lebensqualität und Bürgersicherheit in der Gemeinde durch rechtzeitige Benachrichtigung des Beleuchtungsbetreibers für eine umgehende Reparatur, falls erforderlich.

Das Bemerkenswerte Vorteile intelligenter Straßenlaternen -System umfasst:

• 60% bis 80% Energieeinsparungen über die Einsparungen hinaus, die durch die Umstellung auf LED-Straßenlaternen erzielt werden. Siehe zum Beispiel die durch Smart City erzielten Einsparungen Dortmund (Deutschland).
• Volle Kontrolle über die öffentliche Beleuchtungsinfrastruktur.
• Verwandeln Sie die reaktive Wartung durch intelligente Alarme und Vorausschau in vorausschauende Wartung Benachrichtigungen. Dadurch werden erhebliche Betriebskosten eingespart.
• Deutliche Verbesserungen bei öffentliche Sicherheit indem sie eine qualitativ hochwertige Beleuchtung anbieten und dem Betreiber helfen, die Beleuchtungsinfrastruktur auf dem neuesten Stand zu halten. Straßenlaternen mit Bewegungssensor weiter verbessern öffentliche Sicherheit Wahrnehmung.
• Schneiden Lichtverschmutzung, und schützen Sie die lokale Flora und Fauna und bewahren Sie den dunklen Himmel – durch Dimmen der Straßenlaternen außerhalb der Hauptverkehrszeiten oder durch Bewegungssensoren.
• Helfen Sie mit, den Klimawandel anzugehen, indem Sie Energieverschwendung reduzieren.
• Schaffen Sie eine Grundlage für die Smart City durch die Bereitstellung einer Verbindung mit verschiedenen IoT-Systemen. Siehe zum Beispiel die Umsetzung bei der Stadt Helmond (the Netherlands).
• Alle oben genannten Vorteile ergeben sich ab dem ersten Tag nach der Installation.

In Anbetracht der Vorteile intelligenter Straßenlaternen setzen immer mehr Städte auf der ganzen Welt LED-Straßenlaternen mit intelligenten Steuerungen ein. Die geringfügig höheren Investitionen für intelligente Steuerungen garantieren, dass die Stadt bei der Entscheidung für LED-Straßenleuchten zukunftsfähig ist.