智慧节能解决方案：港口照明能耗数据采集远程监控系统

背景分析

港口区域广阔，照明设备数量庞大且分布分散，从码头前沿的装卸作业区，到后方的仓储区域，再到连接各处的道路，各类高杆灯、路灯、投光灯等一应俱全。以某大型综合性港口为例，其照明系统涵盖数千盏灯具，每天照明时长平均达10小时以上，能耗巨大。而且，港口作业具有明显的昼夜差异与潮汐特性，不同区域在不同时段对照明需求不同。例如，码头前沿在船舶装卸货时需强光照明，而在船舶靠泊等待期间，照明需求可适当降低；仓储区在货物搬运高峰期照明要求高，夜间货物存储时则可减少照明强度。

痛点剖析

能耗数据采集困难：港口照明设备数据多、分布广，目前主要依靠人工定期抄表，工作量大、效率低下且易出错，无法实时掌握能耗动态。

照明控制粗放：多数港口照明采用定时开关或人工手动控制方式，无法根据实际作业需求和环境光照变化灵活调整照明亮度。如在阴天或多云天气，自然光不足时，照明系统不能及时提高亮度；而在深夜作业量减少时，仍保持全功率照明，造成能源浪费。

设备状态监测缺失：缺乏有效的照明设备运行状态监测手段，工作人员无法及时知晓设备是否故障。往往要等到巡检人员发现或作业人员反馈才进行维修，这期间不仅影响作业安全，还可能因灯具长期异常工作增加能耗。

能源管理决策缺乏依据：由于无法准确获取实时、全面的能耗数据，以及对设备运行状态了解不足，港口管理人员难以制定科学合理的能源管理策略。无法分析不同区域、不同时段的能耗规律，难以针对性地采取节能措施，实现精细化能源管理。

方案解析

1、系统架构设计

（1）感知层：在每盏照明灯具或照明配电箱内安装智能电表、电流传感器、电压传感器以及智能控制模块。智能电表用于精确采集灯具能耗数据，电流、电压传感器实时监测线路电气参数，智能控制模块则负责接收远程控制指令，实现灯具的开关与亮度调节。这些感知设备通过串口、网口等通信接口与物通博联工业智能网关相连。

（2）传输层：物通博联工业智能网关内置4G/5G、Wi-Fi、以太网等多种通信模块。能够实时串口一对多数据采集，将照明设备运行状态、开关时间、工作参数等对接到远程监控管理平台中。此外，网关还支持边缘计算、断网重连、断点续传、链路加密、防火墙等功能。

（3）平台层：数据上传至物通博联工业设备数据平台或港口自建的能源管理平台。平台对接收到的能耗数据和设备状态数据进行清洗、存储、分析与可视化展示。为用户提供丰富的应用功能，如设备地图、设备看板、告警管理、远程控制等。

2、功能详解

（1）能耗数据实时采集与分析：物通博联工业网关实时采集照明灯具的能耗数据，包括有功功率、无功功率、电量等，并上传至平台。平台对这些数据进行实时分析，生成能耗趋势图、能耗报表等，帮助管理人员直观了解不同区域、不同时段的能耗情况。例如，通过能耗趋势图可清晰看到码头前沿在船舶装卸作业高峰期的能耗峰值，以及仓储区夜间能耗的降低趋势，为能源管理决策提供数据支持。

（2）智能照明控制：根据港口不同区域的作业需求和环境光照变化，在平台上设置照明控制策略。如在码头前沿设置根据船舶作业状态自动调节照明亮度的策略，当船舶靠泊开始装卸货时，自动提高照明亮度；作业结束后，降低亮度。在仓储区，利用光照传感器反馈的环境光照数据，结合时间设定，实现智能调光控制，在自然光充足时自动降低灯具亮度，节约能源。用户还可通过平台远程手动控制灯具的开关和亮度，方便灵活管理。

（3）设备状态监测与故障预警：工业网关实时采集照明设备的运行状态数据，如灯具的工作电流、电压、温度等。平台利用数据分析算法对这些数据进行实时监测，一旦发现数据异常，如灯具电流过大、温度过高等，立即触发告警机制，通过短信、邮件、微信等方式通知维护人员。同时，管理人员可根据故障数据快速定位故障设备及故障原因，形成信息化的运维工作流程，记录运维日志与执行进度，保障照明系统的正常运行。

（4）能源管理策略优化：基于对能耗数据和设备运行状态的长期分析，平台为港口制定个性化的能源管理策略。例如，根据峰谷电价时段，优化照明设备的用电计划，在低谷电价时段适当增加照明设备的运行时间，在高峰电价时段降低不必要的照明能耗。通过对不同区域能耗数据的对比分析，发现能耗较高的区域，针对性地进行设备升级或照明布局优化，实现节能降耗的目标。

（5）可视化管理与报表生成：在物通博联工业设备数据平台上，以直观的可视化界面展示港口照明系统的整体运行情况。通过电子地图定位每盏灯具的位置，并实时显示其能耗、运行状态等信息。平台还可根据用户需求生成各类报表，如日报表、月报表、季度报表等，详细记录能耗数据、设备故障次数、节能效果等，方便管理人员进行数据统计和分析，为港口照明系统的长期管理和优化提供依据。

审核编辑 黄宇