一.路燈管理和能耗現狀
進入21世紀，“節能減排”成為我國的一項基本國策，備受矚目。其中，照明節能是“節能減排”中非常重要的一環，在我國具有巨大的現實意義。傳統照明帶來大量二氧化碳等氣體的排放，對于環境的影響也將越來越大，隨著我國城市照明快速發展，上述問題還將更加突出，在照明用電中，路燈占有相當的份額，由于線路工作時間長，耗能非常之大，推廣綠色照明勢在必行。確保按時、按需點亮每一盞燈，并能有效地節省路燈的用電電量、延長燈泡的壽命、降低維護和管理的成本是現代效能型社會追求的目標。因此，探索和應用新型的綠色的照明供電方式，對于實現“十二五”節能減排目標以及“到2020年我國單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%－45%”的溫室氣體減排目標，意義十分重大。目前路燈管理和能耗現狀如下：
ê燈具無法按需調節亮度
ê超負荷運行，增加電能消耗
ê燈具維護成本高
ê監控管理滯后
針對上述的缺點及道路照明監控系統研究現狀中提到的不足，無錫沃思智能科技有限公司,急領導之所急，想領導之所想，結合公司多年研發無線通信和路燈監控系統的經驗，為城市道路照明開發出了一套更智慧化的路燈監控系統。
二.LORA無線單燈控制系統設計方案
（一）系統簡介
無錫沃思智能科技有限公司無線單燈監控系統，主要應用了LORA無線技術來實現單燈控制、亮度調光、監控和管理功能。
系統通過LORA和GPRS的無線網絡（無線物聯網技術），在用戶計算機上自動獲得路燈的各種參數狀態，實現了自動巡檢，可以判別出路燈的故障狀況、老化程度、亮燈狀況，電網參數，有功、無功等各項指標。
實現了路燈的調光和按需亮燈功能，即該亮時亮、該暗時暗，并結合了最新的照明節電技術，可以節約城市路燈綜合用電量的30%左右，節省人力物力（巡檢費），可降低維護成本60%。同時，無線自動組網方式可以節約大量電線電纜和物資，且該方式不受天氣和地形的影響，也保證了通訊的可靠性。
（二）建設原則
統一規劃：從全市路燈管理系統的建設需求出發，統一規劃設計，統一部署，各路段、各區分級聯網管理，從而提高系統運行效率；
技術：采用主流的技術構建系統平臺，為城市數字化管理、應急聯動指揮等提供業務支撐，通過無線遠程控制方式，節約通信線路租賃費用；
面向應用：在路燈管理系統建設中以現實需求為導向，以有效應用為核心，以技術建設與工作機制的同步協調為保障，確保城市亮燈工程的穩定運行和高效使用；
穩定可靠：路燈管理系統是在原有路燈系統上做智能化改造，系統穩定性關乎整個城市亮燈工程的使用，系統采用的軟硬件根據統一的規范、協議和要求選型，根據最新的標準規范，并經過具有相應資格的軟件評測中心、產品檢測中心的測試，質量達標，性能穩定，能夠持續有效運行；
信息安全：構建信息傳輸專網，保證專網專用，安全暢通，社會監控資源通過互聯網或VPN接入時，需采用嚴格的網絡隔離和安全措施；不同專網之間，如公安視頻專網與城管政府網之間也應采用嚴格的網絡安全和隔離措施，確保各專網的信息安全；
良好的擴容：系統采用模塊化按區域建設，城市化進程過程中建設的道路及亮燈工程科技按要求統一接入系統；
（三）系統結構
LORA與物聯網無線通訊相結合方式：此系統主要LORA單燈控制器、LORA基站網關、NB-IOT單燈控制器、4G物聯網單燈控制器、物聯網管理云平臺及應用客戶端/APP四部分組成。單燈控制器將采集路燈的實時狀態數據，并將數據經LORA網關傳輸至云平臺，云平臺經過對數據的處理和分析與應用客戶端、APP進行數據交互。同時客戶端及APP可下發節能指令通過單燈控制器來控制路燈的開關與節能，從而達到照明智能控制。
LORA無線單燈控制系統，由以下四部分組成：
單燈控制器、LORA網關、物聯網管理平臺及應用客戶端/APP四個部分組成。
1）LORA與ZIGBEE兩種無線技術的優勢對比
LORA技術具有遠距離、低功耗（電池壽命長）、多節點、低成本的特性。
ZIGBEE技術具有近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的特性
Lora 是LPWAN通信技術中的一種，是美國Semtech公司采用和推廣的一種基于擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。這一方案改變了以往關于傳輸距離與功耗的折衷考慮方式，為用戶提供一種簡單的能實現遠距離、長電池壽命、大容量的系統，進而擴展傳感網絡。Lora是當前最成熟、穩定的窄帶物聯網通訊技術，一次組網終身不需繳費，Lora是物聯網應用中的無線技術有多種，可組成局域網或廣域網。Lora技術具有遠距離、低功耗(電池壽命長)、多節點、低成本的特性。這些關鍵特征使得LORA技術非常適用于要求低功耗、距離遠、大量連接以及定位跟蹤等的物聯網應用，如智能抄表、智能停車、車輛追蹤、寵物跟蹤、智慧農業、智慧工業、智慧城市、智慧社區等應用和領域。
Zigbee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議。ZigBee技術具有近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的特性。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數據傳輸以及典型的有周期性數據、間歇性數據和低反應時間數據傳輸的應用。
| LORA | ZIGBEE | |
| 組網方式 | 基于LoRa終端和集中器/網關的系統可以支持測距和定位 | 基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議 |
| 內部部署方式 | 節點+網關 | 節點+網關 |
| 傳輸距離 | 遠距離 （在建筑密集的城市環境可以覆蓋2公里左右，而在密度較低的郊區，覆蓋范圍可達10公里。） | 距離相對短 （需要多個(尤其是大量)設備組成無線通信網絡，它的傳輸距離在10-75m的范圍內,但可以繼續增加。） |
| 網關接入節點容量 | 網關是節點與IP網絡之間的橋梁(通過2G/3G/4G或者Ethernet)。每個網關每天可以處理500萬次各節點之間的通信。 | Zigbee是一種無線自組網技術標準，需要十分復雜的應用層專用網關 |
| 傳輸速度 | 幾百到幾十Kbps，速率越低傳輸距離越長，這很像一個人挑東西，挑的多走不太遠，少了可以走遠。 | 根據不同頻段，分別具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的傳輸速率 |
| 頻段 | 主要在全球免費頻段運行，包括433、868、915 MHz等。 | 可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(歐洲流行)和915 MHz(美國流行)3個頻段上 |
| 適合領域 | 戶外場景，LPWAN，大面積傳感器應用，可搭私有網網絡，蜂窩網絡覆蓋不到地方 | 常見于戶內場景，戶外也有，LPLAN，小范圍傳感器應用，可搭建私有網網絡 |
