ITTR20080002U1 - Lampione a led intelligente finalizzato al risparmio energetico, monitorato e controllato da centro di telecontrollo remoto - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE del modello di utilit? avente per titolo: ?LAMPIONE A LED INTELLIGENTE FINALIZZATO AL RISPARMIO ENERGETICO, MONITORATO E CONTROLLATO DA CENTRO DI TELECONTROLO REMOTO?.
RIASSUNTO: Il nuovo modello di utilit? del lampione a led di tipo intelligente (denominato OSIRIDE-BRE) permette di illuminare siti pubblici e/o privati con il massimo risparmio energetico variando la luminosit? in base alle effettive esigenze del sito.
Il lampione OSIRIDE-BRE ? realizzato in tre differenti taglie di potenza (60 W, 120 W, 240 W), ha un rendimento elevato (90%), ed ? alimentabile da rete 230 Vac oppure da pannilo solare con batteria tampone.
Il lampione OSIRIDE-BRE ? strutturato con tre livelli di intelligenza, il primo dedicato alle strategie per il rispamio energetico, il secondo alla comunicazione wireless, ed il terzo (opzionale) riservato alla rilevazione dei parametri ambientali.
Il primo livello di intelligenza a bordo del lampione OSIRIDE-BREI consente di rilevare il movimento di persone e/o mezzi nella zona illuminata, quindi di variare la luminosit? dallo stato di ?massimo risparmio" a quello di ?normale illuminazione?. Mentre gli attuali sistemi di risparmio energetico per lampioni si basano soltanto sulla parzializzazione dell?illuminazione basata su calendari a tempo statici e/o semistatici, il lampione OSIRIDE-BRE opera in modo dinamico regolando in modo continuo la luminosit? secondo le effettive esigenze del momento. La luminosit? relativa allo stato di '?massimo risparmio? ? finemente programmabile, grazie al comando PWM dei corpi illuminati a led, consentendo cosi di rispondere alle varie esigenze logistiche ed installative (sito privato, strada principale, strada secondaria, piazza, etc).
Il lampione a led OSIRIDE-BRE utilizza corpi illuminati a led bianchi o in tricomia RGB per produrre effetti di illuminamento coreografici in siti di particolare rilevanza architetturale come viali, piazze, parchi, etc. Il lampione a led OSIRIDE-BRE ? inoltre corredato di funzione di autodiagnosi basata sui sensori di tensione, corrente, temperatura, luminanza, per consentire la verifica continua del corretto funzionamento.
Il secondo livello di intelligenza a bordo del lampione OSIRIDE-BRE permette di far cooperare tra loro un insieme di lampioni raggruppati in un?isola a sviluppo variegato (lineare, ad albero, a stella, e/o combinazioni delle stesse), quindi di massimizzare il risparmio energetico e nello stesso tempo di fornire condizioni di illuminazione del sito efficienti e confortevoli. Le comunicazioni wireless tra i lampioni OSIRIDE-BRE operano nella banda libera (433 MHz, 868 Mhz, 2400 MHz), insieme all'algoritmo di gestione implementato, consentono di far transitare un?isola di lampioni OSIRIDE-BRE tra gli stati di ?massimo risparmio?? e ?normale illuminazione" soltanto quando effettivamente necessario, eliminando continue variazioni di luminosit? quando il sito ? impegnato in modo intermittente per brevi periodi di tempo.
La capacit? del lampione OSIRIDE-BRE capoisola (MASTER) di comunicare in modo wireless con il centro di telecontrollo (GPRS, UMTS, W?/-R, Wi-Max), permette di realizzare sistemi di illuminazione e rilevamento dei parametri ambientali monitorati e gestiti da remoto con costi di manutenzione ridotti al minimo.
Il terzo livello di intelligenza (opzionale) a bordo del lampione OSIRIDE-BRE si occupa di interfacciare i sensori dei parametri ambientali (Rumore, Monossido di carbonio, Ozono, Polveri sottili, ecc.), di verificarne il corretto funzionamento, e di trasmetterli al centro su spontanea e/o su richiesta. Ogni lampione OSIRIDE-BRE ? predisposto per contenere ed alimentare il modulo dei sensori ambientali che ? per sua natura di tipo opzionale, l?effettiva equipaggiabilit? dipende soltanto dal tipo di utilizzo e dalla disponibilit? dell?alimentazione anche quando il lampione ? spento. Riepilogando il nuovo modello di utilit? del lampione a led OSIRIDE-BRE e del relativo sistema di gestione, ? innovativo e vantaggioso rispetto ai prodotti esistenti, perch? le tecniche di pilotaggio dei led e l?innovativa gestione della variazione dell?illuminamento consentono un risparmio energetico dal 48% al 90% rispetto alle soluzioni a led ora disponibili e di ordini di grandezza superiori rispetto ai lampioni equipaggiati con lampade tradizionali L?altro vantaggio rilevante ? dato dalla riduzione dei costi di manutenzione e dall?a disponibilit? dei dati ambientali al solo costo dei sensori, in quanto l?infrasstruttura di comunicazione ed elaborazione centralizzata ? unica con quella del telecontrollo dei lampioni.
DESCRIZIONE:
Il presente modello riguarda un lampione a led (OS1RIDE-BRE) che integra contemporaneamente tutte le funzionalit? e gli elementi necessari per gestire in modo dinamico il risparmio energetico, la supervione e i! controlo da centro remoto, ed infine la funzione accessoria relativa a! monitoraggio dei parametri ambientali (Rumore, Monossido di carbonio, Ozono, Polveri sottili). L?integrazione delle funzioni consente di realizzare sia un vantaggio economico, utilizzando meno elementi ed eliminando la necessit? di parti esterne da cablare tra loro ed alimentando i cablaggi di controllo e comando per la supervisione centralizzata dei punti governati con interfacce semplici ed intuitive.
Il lampione a led OSIRIDE-BRE con queste caratteristiche, risolve al meglio la funzione di illuminazione in condizioni di massimo risparmio energetico, sia di siti in ambito privato che pubblico.
Il nuovo modello di utilit? ? illustrato da quattro disegni allegati (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4), dove il primo (Fig. 1) mostra io schema a blocchi del lampione a led OSIRIDE-BRE conforme al nuovo modello, il secondo disegno (Fig. 2) mostra la sua realizzazione fisica, il terzo disegno (Fig, 3) la tipica configurazione di sistema in cui operano pi? isole di lampioni a led, ed infine il quarto (Fig. 4) le caratteristiche del centro di supervisione e controllo.
Con riferimento particolare al primo disegno (Fig. 1): (1) ? un apparato periferico di telecontrollo a microprocessore denominato (PTC/T), ? il cuore del lampione a led e ne governa tutte le funzionalit?. E? corredato di microprogramma per garantire al prodotto l'opportuna flessibilit? operativa, le necessarie parametrizzazioni, e tutte le funzioni di acquisizione, comando, autodiagnosi e comunicazione che caratterizzano il lampione a led OSIRIDE-BRE; (2) ? l?insieme dei corpi illuminati a led realizzato con elementi modulari disposti a matrice. Il lampione a led da 240 W ? realizzato da 24 elementi disposti su 6 righe e 4 colonne, le taglie di potenza da 120 W e 60 W sono ottenute per sottoequipaggiamento della configurazione a potenza maggiore. Gli elelmenti a led sono di norma a luce bianca per l?illuminazione di tipo standard o a tricomia RGB per illuminazione di complessi monumentali e/o siti di rispetto. Il pilotaggio degli elementi emettitori di luce ? impostato per massimizzare il risparmio energetico, minimizzare la dissipazione di calore e raddoppiare il tempo di vita dei led, da 50.000 ore quando utilizzati a potenza nominale a oltre 100.000 ore quando utilizzati secondo la gestione implementata da OSIRIDE-BRE caratterizzata dalla riduzione della corrente di pilotaggio dei led rispetto al valore nominale; (3) ? l?insieme costituito dai regolatori di potenza PWM alimentati dall?alimentatore (4) e pilotati da PTC/T (1) e dai dai sensori (Tensione, Corrente, Temperatura, Luminanza) utilizzati dalla funzione di autodiagnosi per determinare il corretto funzionamento del lampione a led; (4) ? il blocco di alimentazione da rete 2230 Vac oppure da pannello fotovoltaico con batteria tampone, esso trasforma la tensione di rete alternata in corrente continua atta a pilotare gli elementi a led, il blocco ? caratterizzato da separazione galvanica a trasformatore ed integra le protezioni di sovratensione e sovracorrente; (5) ? il sensore che rileva il movimento di persone e/o mezzi nell?area illuminata dal lampione, la rilevazione dei movimento ? elaborata dalla PTC/T (1) ? immediatamente comunicata agli altri lampioni dell?isola per mezzo del modulo di comunicazione wireless (6). Come conseguenza si ha l?innalzamento contemporaneo della luminosit? allo stato di ?normale illuminazione" di un numero ?N" di elementi a monte e a valle contigui al lampione che a rilevato il movimento. Il numero di lampioni oggeto della variazione di luminoisit? ed il tempo che deve trascorrere per il ritorno allo stato di ?massimo risparmio" sono determinati da una tabella di parametrizzazione, modificabile dal centro remoto; (6) ? il modulo di comunicazione wireless locale tra lampione e lampione, ha una portata radio tale da consentire la comunicazione con almeno 4 lampioni a monte e 4 a valle disposti ad una interdistanza di 30 mt., all?interno d? questo range ? garantita la continuit? della catena radio anche se vi ? pi? di un elemento guasto e/o mal funzionante, qualora l'isola dei lampioni ? realizzabile secondo i parametri canonici di una rete MESH di tipo ZigBee le condizioni di comunicazione sono di gran lunga pi? favorevoli; (7) ? il modulo di comunicazione con il centro di telecontrolio remoto, questo modulo ? presente soltanto nel lampione capoisola (MASTER). La comunicazione con il centro ? di norma di tipo spontaneo per la segnalazione di eventi di allarme, oppure in risposta a messaggi originati dal centro per acquisizione/comando e/o variazione delie tabelle dei parametri di funzionamento residenti nella PTC/T (1); (8) ? blocco opzionale dei sensori dei parametri ambientali (Rumore, Monossido di carbonio, Ozono, Polveri sottili), e dei sensori di rilevamento della sosta e del traffico; questi sensori sono alimentati dal blocco di alimentazione (4) e gestiti dalla periferica PTC/T (1).
Con riferimento particolare al secondo disegno (Fig. 2): (1) ? la periferica (PTC/T) di telecontrolio, il microprogramma caricato a bordo ? la parte intelligente che implementa tutte le funzionalit? del lampione a led OSIRIDE-BRE, (2) ? la parte dei moduli di comunicazione lampione-lampione e lampione capoisola (MASTER) con il centro di telecontrolio remoto; (3) ? l?alimentatore che converte la tensione di rete 230 Vac, oppure in alternativa la tensione fornita dal complesso costituito da pannello fotovoltaico e batteria tampone, in corrente per pilotare gli elementi illuminati a led di OSIRIDE-BRE: (4) ? il modulo opzionale dei sensori dei parametri ambientali; (5) ? il complesso costituito dai corpi illuminati a led a luce bianca o tricomia RGB, dal regolatore di potenza PWM, dal sensore di rilevamento del movimento di persone e/o mezzi, e dai sensori di autodiagnosi; (6) ? il contenitore superiore del lampione a led OSIRIDE-BRE, ha il compito di racchiudere gli elementi del lampione, di garantire l?ancoraggio al palo con staffa orientabile in modo graduato sull?asse orizzontale e verticale, ed infine di dissipare il calore prodotto dai moduli a led. Il contenitore superiore realizzato con materiale a bassissima resistenza termica e conformato in modo opportuno per favorire la trasmissione del calore in modo di avere una resistenza termica complessiva inferiore a 0,3 ?C /W; (7) ? il contenitore inferiore del lampione a led OSIRIDE-BRE, ha il compito di proteggere il lampione dagli agenti atmosferici conferendo con il contenitore superiore (6) un IP 65 all'insieme, e di lasciar passare la luce degli elementi illuminati a led con la minima attenuazione, ? realizzato in lexan trasparente per minimizzarne il peso.
Con riferimento particolare al terzo disegno (Fig. 3): (1) ? il centro remoto (SVC Lampioni) che esegue il monitoraggio ed il telecontrollo di migliaia di isole di lampioni a led OSIRIDE "BRE organizzati in differenti topologie (Lineare, Stella, Mesh, etc.). SVC LAMPIONI ? un sistema di supervisione e telecontrollo che gestisce in automatico le operazioni di verifica e comando dei Lampioni finalizzato al risparmio energetico, il monitoraggio continuo consente la gestione in Reai Time di segnali, comandi, regolazioni e misure allo scopo di monitorare la totalit? dei Lampioni gestiti. Il sistema sviluppato completamente in ambiente Windows o Linux, si appoggia su database SQL Server, offre una interfaccia grafica di estrema intuizione e facilit? d?uso, avendo la possibilit? di operare in tutte le sue funzioni con l?aiuto del mouse. La struttura dell?impianto (pagine video, database, ecc.) ? completamente parametrica e definibile dall?utente, che ha quindi la possibilit? di personalizzare descrizioni, colorazioni, condizioni e modalit? di segnalazione degli allarmi, ecc. Tali segnalazioni oltre ad essere evidenziate a video, vengono stampate nel giornale di servizio e memorizzate nell'archivio storico; entrambe le funzioni possono essere comunque disattivate dall?operatore durante il normale funzionamento del telecontroilo. Il sistema SVC LAMPIONI si compone di:
? centro di supervisione e telecontroilo;
? schede di gestione dei Lampioni;
? comunicazioni tra Centro e Lampioni .
Il centro ? costituito da una postazione operativa basata su un server sul quale viene installato il software di supervisione e telecontroilo SVC Lampioni, e da una o pi? postazioni Client opzionali collegati al server in modalit? intranet/intemet, su cui sono visualizzate le mappe con i dati in tempo reale dei lampioni monitorati. Le comunicazioni remote mediante GPRS/UMTS, WIFI, WIMAX possono richiedere l?attivazione in centro della linea ADSL/HDSL con un indirizzo IP statico di uno dei gestori di telecomunicazioni, le comunicazioni locali di tipo Wi-Fi servono al manutentore per le verifiche ed il collaudo, le comunicazioni Radio Standard e/o ZigBee permettono lo scambio dati tra Lampioni.
Il software SVC Lampioni del centro di supervisione e telecontroilo ? il cuore del sistema ?, infatti, per mezzo di esso che l?utente conosce in Tempo Reale la dislocazione dei Lampioni (geolocalizzazione) e le caratteristiche del servizio fornito. Non di meno conto, sono l?insieme delle funzioni di analisi statistica predisposte, che operano sulla base dei dati storici generati dai dati raccolti in tempo reale e/o in Tempo Differito mediante acquisizione dei dati loggati dagli apparati.
Il centro SVC Lampioni ? configurabile in modo da rispondere a! meglio alle varie realt? logistiche nella geolocalizzazione dei Lampioni. La configurazione ? basata su cartine a due livelli di zoom (intera area monitorata e area di dettaglio) con georeferenziazione prestabilita e semistatica, essa ? indicata per realt? dove la geolocalizzazione ? per sua natura ristretta ad un?area geografica ben delimitata (percorsi in parchi o aree delimitate, piazzali di interporti, etc.). Il vantaggio di questa soluzione ? la totale indipendenza dalla disponibilit? del collegamento internet per collegarsi al sito del provider che fornisce le mappe satellitari, la rappresentazione dei lampioni sulla cartina dell?area geografica di interesse ? sempre possibile in quanto queste sono memorizzate nello stesso server che gestisce il colloquio con i lampioni.
Quando invece il campo su cui georeferenziare i lampioni monitorati ? molto ampio (intere Citt?, Comuni, Provincie, Regioni, Stati, etc.) e non noto a priori, non ? conveniente predisporre tutte le mappe necessarie per la geolocalizzazione, pertanto in questi casi ? necessario ricorrere alle mappe satellitari fornite dai provider su scala mondiale come Maps di Google, Virtual Earth di Microsoft, Mps di Yahoo. In questo caso, la cosa pi? ragionevole, ? accettare la dipendenza dal collegamento internet; in questo tipo di applicazione prodotto utilizza le mappe satellitari di Virtual Earth.
Riprendendo la descrizione della figura n.3, (2) sono i vettori di comunicazione wireless pubblici (GPRS, UMTS, Wi-Fi, Wi-Max) utilizzabili dal sistema per le comunicazioni tra i lampioni capoisola (MASTER) e il centro di telecontrollo remoto. Le funzioni software dedicate alle comunicazioni sono realizzate con protocollo dedicato che minimizza l'occupazione della banda dei vettori; (3) ? un?isola di lampioni a led OSIRIDE-BRE organizzati in tipologia installativa di tipo lineare (es. Strada), i lampioni dell'isola comunicano tra loro mediante vettori wireless in banda libera (433/868/2400 MHz), il MASTER comunica anche con il centro di telecontrollo remoto; (4) ? un?isola di lampioni a led OSIRIDE-BRE organizzati in tipologia installativa d? tipo MESH (es. Piazza, Parcheggio, etc.), i lampioni dell?isola comunicano tra loro mediante vettori wireless in banda libera (433/868/2400 MHz), il MASTER comunica anche con il centro di telecontroilo remoto.
Con riferimento particolare al quarto disegno (Fig. 4): (1) ? la maschera principale del centro di telecontroilo in cui sono evidenziati in modo georeferenziato una o pi? isole di lampioni a led OSIRIDE-BRE con layout grafico ed intuitivo; (2) ? l?elemento operativo che consente la navigazione tra le isole di lampioni a led OSIRIDE-BRE dell?intero parco gestito dal centro di telecontroilo remoto; (3) ? la mappa geografica su cui sono georeferenziati i singoli lampioni a led OS1RIDE-BRE gestiti dal centro di telecontroilo remoto; (4) ? I? indicazione iconografica di un lampione a led OSIRIDE-BRE attivo e/o fuori servizio, la differenziazione tra i due stati ? eseguita mediante differente colorazione, gialla per indicare che il lampione ? acceso, rossa per indicare che ? fuori servizio; (5) ? l?indicazione iconografica di un lampione a led OSIRIDE-BRE non attivo, l'indicazione ? eseguita con una colorazione neutra. Cliccando con il mouse sull?icona do ciascun lampione si accede ad un tool-tips che mostra i parametri di dettagli del singolo elemento; (6) ? la maschera d? dettaglio dedicata ad un lampione a led OSIRIDE-BRE in cui l?operatore pu? vedere il dettaglio delle grandezze monitorate; (7) ? la parte della maschera di dettaglio di un lampione a led in cut sono riportate tutte le grandezze monitorate e/o i bottoni comando per interagire con il lampione selezionato.
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1. ?LAMPIONE A LED INTELLIGENTE FINALIZZATO AL RISPARMIO ENERGETICO, MONITORATO E CONTROLLATO DA CENTRO DI TELECONTROLO REMOTO? senza ricorrere ad elemeti aggiuntivi esterni, alimentato direttamente dalla tensione di rete 230 Vca o da pannello fotovoltaico con batteria tampone; 2. ?LAMPIONE A LED INTELLIGENTE FINALIZZATO AL RISPARMIO ENERGETICO, MONITORATO E CONTROLLATO DA CENTRO DI TELECONTROLO REMOTO" come alla rivendicazione 1, caratterizzata dalla capacit? di operare in isole di varia configurazione topologica (lineare, ad albero, a stella, e/o combinazioni delle stesse), dove ogni lampione ? cooperante con gli altri e tramite il master con il centro di telecontro?lo remoto. 3. ?LAMPIONE A LED INTELLIGENTE FINALIZZATO AL RISPARMIO ENERGETICO, MONITORATO E CONTROLLATO DA CENTRO DI TELECONTROLO REMOTO?, come alle rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dall?integrazione contemporanea in un unico apparato delle seguenti funzioni: ? Interfaccia di comunicazione multipla per il supporto di vettori: i. radio per le gamme libere 433/868 MHz, 2,4 GHz per collegamenti tra i lampioni; ?i. radio per i vettori pubblici GPRS, UMTS, Wi-Fi, Wi-Max per i collegamenti tra lampioni MASTER e il centro di telecontro?lo, con occupazione minima della banda; ? Configurazione operativa multipla per realizzare collegamenti a topologia non predefinita e ridondata tipo Punto-Mit?punto (rete MESH) con capacit? di superare garantire il corretto funzionamento anche in presenza di un nodo malfunzioante. ? Gestitone dei sensori riservati all?autodiagnosi (tensione, corrente, temperatura, luminaza); ? Gestione del sensore di rilevamento del movimento di persone e/o mezzi nel raggio di illuminazione del lampione OSIRIDE-BRE; ? Gesttione dei sensori riservati alla rilevazione dei parametri ambientali (Rumore, Monossido di carbonio, Ozono, Polveri sottili); ? Gestione di corpi illuminati a led in tricomia RGB per produrre effetti di illuminamento coreografici (siti di particolare rilevanza archittetturale come viali, piazze, parchi, etc.) sull'intera isola di lampioni OSIRIDE- BRE. 4. ?LAMPIONE A LED INTELLIGENTE FINALIZZATO AL RISPARMIO ENERGETICO, MONITORATO E CONTROLLATO DA CENTRO DI TELECONTROLO REMOTO?, come alle rivendicazioni 1, 2 e 3, caratterizzato da supervisione e controllo da centro remoto con le seguenti funzioni; ? Gestione di pagine video associate ai lampioni a led per acquisizione dei Segnali di Stato; ? Gestione facilitata della lista dei lampioni in Allarme determinata dalla funzione di autodiagnosi a bordo di ogni lampione; ? Gestione di Comandi e Regolazioni per accensione e variazione della luminosit?; ? Acquisizione Misura dell?assorbimento totale del lampione; ? Acquisizione del sensore di regolazione della luminosit?; ? Acquisizione della temperatura Interna del singolo lampione; ? Acquisizione sensore di rilevamento del movimento di persone e/o mezzi nell?area di illuminazione del lampione; ? Acquisizione dei sensori opzionali dei parametri ambientali (Rumore, Monossido di carbonio, Ozono, Polveri sottili, etc.) dei sensori di rilevamento della sosta e del traffico veicolare; ? Attivazione/Disattivazione da Centro di ogni singola funzione del Lampione (controllo variazione assorbimento, variazione luminosit?, controllo temperatura interna, attivazione controllo presenza). 5. ?LAMPIONE A LED INTELLIGENTE FINALIZZATO AL RISPARMIO ENERGETICO, MONITORATO E CONTROLLATO DA CENTRO DI TELECONTROLO REMOTO?, caratterizzata come da tutto ci? che ? rivendicato e descritto nel presente allegato, nelle tavole con i disegni e per gii scopi specificati.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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