Enlace a página principal


Control y gestión de la iluminación en ciudades



Reto
Las administraciones municipales necesitan optimizar los servicios de alumbrado público. La mayoría de las infraestructuras de iluminación son antiguas y poco eficientes porque requieren mucho personal de mantenimiento para detectar y arreglar los fallos y que las farolas estén el mínimo tiempo posible sin servicio.
La factura de iluminación puede suponer hasta un 40% del presupuesto de un ayuntamiento.
Las nuevas tecnologías XBEE en 868Mhz o Zigbee (2,4GhZ) ayudan a mejorar el control de la iluminación, minimizar los tiempos sin servicio y permiten un ahorro de la inversión de forma inmediata.


Solución
Cada farola integra un controlador para encender y apagar la luz, un sensor de luminosidad, de viento y de movimiento que al detectar actividad en la zona aumenta la intensidad de la luz, un MODEM RF en la banda libre de 868MHZ con la tecnología XBEE de DIGI. Grupos de 150 a 200 farolas se conectan a un Gateway que hace de pasarela entre el protocolo radio e internet y permite monitorizar y controlar el estado de la farolas desde la red del municipio. El Gateway puede ser Ethernet o disponer de tecnología 3G/4G. Además Digi ofrece su plataforma de nube como sistema redundante de gestión de alarmas e incidencias a la plataforma de red del ayuntamiento.
El módulo XBEE de DIGI integra el protocolo DigiMesh de red que permite que cada MODEM actúe como un repetidor de la señal de la farola más lejana y de esta forma llegar al concentrador.



Resultados
La solución permite el control de incidencias, detección de fallos, reducción del consumo eléctrico y añadir sensores de contaminación, gestión de contenedores de basura, a la misma red.

Selección de la tecnología

Se utiliza la tecnología XBEE de 868MHZ porque tiene un mayor alcance (hasta 5km con línea de vista ideal) frente a la tecnología XBEE ZB 2.4GHz hasta (1.2km con línea de vista ideal). Esto permite aumentar el número de farolas por gateway al reducirse el número de saltos.
Soluciones antiguas basadas en comunicaciones PLC, usando el cable eléctrico no tienen un buen rendimiento. La línea eléctrica añade mucho ruido a las comunicaciones. Los MODEM RF resuelven este problema de forma inmediata sin añadir coste a la solución.
El Gateway de DIGI programable en Python y con soporte de los protocolos de seguridad SSL permite la conexión a la red de ayuntamiento y a la plataforma de nube de DIGI, Device Cloud, de forma segura.
Unos pocos Gateway permiten conectar todas las farolas de la ciudad y no compensa desarrollar un hardware específico teniendo la solución de DIGI que con su programación en Python nos da la flexibilidad necesaria para la conexión a internet o las VPN de los ayuntamientos.

Implementación

La solución final integra en el concentrador el ConnectPort X4 como Gateway y un medidor de consumo eléctrico. El concentrador mide el consumo de cada sector de farolas y este se compara con el consumo individual de cada una de ellas detectando posibles derivas de consumo.
El concentrador gestiona todo el control de iluminación y envía los datos a la plataforma de nube.
El concentrador almacena de forma local la información y la mantiene como respaldo en caso de fallo de la conexión 3G a Internet.
Las farolas integran el controlador con sus sensores y el módulo xbee en un encapsulado IP66 con los conectores estándares de las farolas ANSI C13.10 y 136.41. El controlador añade un sensor NFC que permite en la fase de instalación asociar las coordenadas GPS a cada farola con un teléfono móvil.
La comunicación la inicia siempre el Gateway. Las farolas le envían alarmas en caso de fallo.