城市路燈照明智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用及探討

1、<p>　　城市路燈照明智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用及探討</p><p>　　摘要：路燈作為城市夜間交通道路的主要照明系統(tǒng)，在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中占有重要的地位。隨著城市的現(xiàn)代化發(fā)展，人們對(duì)于路燈的性能提出了更高的要求。對(duì)于傳統(tǒng)路燈存在的耗能大、壽命短、難以管理等問(wèn)題都亟待解決，為此，實(shí)現(xiàn)路燈系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化就顯得尤為重要。本文對(duì)城市路燈照明智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。 </p><p&

2、gt;　　關(guān)鍵詞：城市路燈；照明；智能控制系統(tǒng)；應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：TB494 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　隨著我國(guó)大力開(kāi)展節(jié)能環(huán)保理念的應(yīng)用越來(lái)越廣，人們開(kāi)始關(guān)注城市道路兩旁數(shù)量較多的路燈的耗能情況。就目前我國(guó)城市路燈照明系統(tǒng)管理現(xiàn)狀來(lái)看，很多城市的路燈照明系統(tǒng)都存在諸

3、多的問(wèn)題，如：資源浪費(fèi)較為嚴(yán)重，路燈的使用壽命不長(zhǎng)，日常維護(hù)管理不全面、故障發(fā)生率較大且維修所需人工量很大，這些問(wèn)題都嚴(yán)重制約著路燈控制系統(tǒng)的功能應(yīng)用，也為城市居民的生活舒適度和交通道路的安全性帶來(lái)很大影響。為了解決這些問(wèn)題，就有必要對(duì)智能路燈控制系統(tǒng)進(jìn)行大力研究與應(yīng)用，盡快使城市路燈照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化管理，切實(shí)提高城市的整體建設(shè)水平。 </p><p>　　一、城市路燈照明智能控制的優(yōu)越性 </p>

4、<p>　　1、具有較強(qiáng)的節(jié)能性 </p><p>　　由于城市在后半夜對(duì)于照明強(qiáng)度的要求不是很高，若使路燈整夜都工作，就會(huì)浪費(fèi)大量的電能，若采用“后夜燈”的工作方式，也會(huì)影響到一些居民的照明需求，但若采用智能控制的路燈照明系統(tǒng)，就可以很好的解決這一問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)即節(jié)能又能滿足照明需求的路燈系統(tǒng)，同時(shí)也降低了路燈的損耗，使路燈的使用壽命更長(zhǎng)。 </p><p>　　2、更好的實(shí)現(xiàn)

5、監(jiān)控，方便管理 </p><p>　　智能控制的路燈系統(tǒng)可以很好的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，也方便了市政人員對(duì)路燈的維護(hù)與管理，通過(guò)智能系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，可以很快掌握路燈的故障發(fā)生狀況，并及時(shí)采取措施進(jìn)行維修，這種集中的監(jiān)控管理，極大的減少了人工巡查所需的資源投入和人工作業(yè)量，提高了管理工作效率。 </p><p>　　3、智能化、信息化、數(shù)據(jù)化程度高 </p><p>　　由于

6、主站和分站大量采用電腦和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，路燈的整體控制智能化、信息化程度相當(dāng)高，且從分站收集、反饋給主站的數(shù)據(jù)量也較大，這為智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)決策和優(yōu)化、維修和維護(hù)提供了基礎(chǔ)。 </p><p>　　二、城市路燈照明智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用 </p><p>　　1、系統(tǒng)組成及應(yīng)用 </p><p>　　1.1主控系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu) </p><p>　　主控系統(tǒng)

7、是指對(duì)所有路燈的控制和監(jiān)查系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)參與的范圍大小及硬件投入資金的金額，一般可由一臺(tái)或是多臺(tái)計(jì)算機(jī)和打印機(jī)或大屏幕的投影儀等組成。但通常情況對(duì)主控系統(tǒng)的配置是兩臺(tái)主控機(jī)，當(dāng)其中一臺(tái)正常工作時(shí)，另一臺(tái)則處于旁聽(tīng)等待狀態(tài)。兩臺(tái)主控機(jī)中的信息的收發(fā)可以通過(guò)電隔離的途徑傳輸?shù)教幱跓醾錉顟B(tài)的另一主機(jī)。如果當(dāng)前主控機(jī)退出控制或關(guān)機(jī)，處于待命狀態(tài)的主控機(jī)將自動(dòng)進(jìn)入操控狀態(tài)。這樣的雙機(jī)互為備熱的工作模式能夠確保主控系統(tǒng)不間斷地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。 <

8、;/p><p>　　1.2數(shù)據(jù)傳輸裝置 </p><p>　　數(shù)據(jù)傳輸可分為無(wú)線傳輸和有線傳輸兩種方式。一般而言無(wú)線傳輸是通過(guò)手持步話機(jī)和無(wú)線電臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果要采用有線傳輸?shù)姆绞剑瑒t可以通過(guò)RS-485總線網(wǎng)、電話線、公用電話網(wǎng)進(jìn)行傳輸。主控制系統(tǒng)和本地控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸主要是通過(guò)無(wú)線電臺(tái)傳輸。 </p><p>　　1.3本地控制系統(tǒng) </p><

9、p>　　本地控制系統(tǒng)是由配電柜、子站、電臺(tái)等組成的。每個(gè)本地控制系統(tǒng)都是一個(gè)獨(dú)立的控制系統(tǒng)，當(dāng)主控機(jī)無(wú)法參與工作時(shí)，本地控制系統(tǒng)可以長(zhǎng)期獨(dú)立實(shí)現(xiàn)路燈的開(kāi)關(guān)控制。通常，如果主控機(jī)與本地控制系統(tǒng)是通過(guò)無(wú)線傳播的方式進(jìn)行信息通信，那么會(huì)受到通信距離和電臺(tái)功率的限制，且主控機(jī)對(duì)本地控制系統(tǒng)的調(diào)控會(huì)出現(xiàn)延遲現(xiàn)象，主控范圍越大，延遲現(xiàn)象越嚴(yán)重。解決此類(lèi)問(wèn)題可以通過(guò)添加主控機(jī)站來(lái)完成。首先將控制范圍劃分為多個(gè)區(qū)域，然后在各個(gè)區(qū)域建立主控機(jī)站，再

10、通過(guò)如因特網(wǎng)這樣的廣域網(wǎng)，將各個(gè)主控機(jī)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和傳輸，實(shí)現(xiàn)整個(gè)城市路燈照明的系統(tǒng)化。而信息傳輸使用的廣域網(wǎng)服務(wù)器就是一個(gè)巨型的存儲(chǔ)器，可以用做數(shù)據(jù)管理、資料存儲(chǔ)，由此可以建立一個(gè)信息管理系統(tǒng)。由于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器是開(kāi)發(fā)式的，我們還可以借助系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)和其他并行的數(shù)據(jù)庫(kù)外接許多需要的管理工作站，用來(lái)實(shí)現(xiàn)如管理、維護(hù)、故障查找等功能項(xiàng)目。 </p><p>　　2、功能模塊分析及應(yīng)用 </p>&

11、lt;p>　　2.1本地控制系統(tǒng)中子站分析 </p><p>　　本地控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必要考慮不同路段路燈和三相電功率的分配，以及不同型號(hào)路燈和節(jié)能方式等的組合照明方式。要實(shí)現(xiàn)各種組合模式必須通過(guò)加入觸發(fā)器的方法完成，一個(gè)觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)一種組合方式，如此推算，觸發(fā)器使用的越多，可實(shí)現(xiàn)的照明組合方式越多，用于改善的道路照明問(wèn)題的方案也就越多，但與此同時(shí)成本也在相對(duì)增加。本地控制系統(tǒng)中的子站主要完成的是路燈的開(kāi)關(guān)

12、控制，其控制流程是：當(dāng)通信系統(tǒng)完整建立之后，主控機(jī)將根據(jù)各個(gè)區(qū)域?qū)φ彰鞒潭鹊牟煌枨?，四季變化?dǎo)致的晝夜長(zhǎng)短變化等因素，制定出最適用于該區(qū)域的路燈開(kāi)關(guān)燈時(shí)刻表，并通過(guò)通信系統(tǒng)發(fā)送到各個(gè)本地控制系統(tǒng)的子站當(dāng)中。子站將會(huì)把接收到的開(kāi)關(guān)燈時(shí)刻表存放在一個(gè)可改寫(xiě)的只讀存儲(chǔ)器當(dāng)中。由于是可改寫(xiě)的存儲(chǔ)器，所以開(kāi)關(guān)燈時(shí)刻表可根據(jù)具體情況加以更改。這樣的控制方式，最大程度的加少了電能的浪費(fèi)。子站除了完成路燈的開(kāi)關(guān)控制，還負(fù)責(zé)采集由電流或者電壓互感器測(cè)量

13、后經(jīng)ADC轉(zhuǎn)換的支路電流、電壓數(shù)據(jù)。最后，子站作為本地控制系統(tǒng)和主控機(jī)之間的信息傳輸紐帶，它會(huì)把收集到的電流電壓信息通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)街骺叵到y(tǒng)當(dāng)中。如此的信息反饋可以極大提高系統(tǒng)的應(yīng)急性，大大降低了故障排出的時(shí)間。 </p><p>　　2.2通信模塊分析 </p><p>　　計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)外鏈設(shè)備之間是通過(guò)通信模塊的轉(zhuǎn)換進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。通信模塊由電源插座、調(diào)制解調(diào)器接口、控制批示燈、發(fā)送批

14、示燈、串行接口五部分構(gòu)成。該通信模塊選擇RS-485為串行接口方式，便于RS-485組網(wǎng)通訊的利用；而模塊采用的調(diào)制方式是：調(diào)制解調(diào)。它總要有兩方面的作用，一是可以成為外接電話線，通過(guò)收發(fā)共線的設(shè)置方式，但其最主要的功能是用來(lái)完成外接無(wú)線電臺(tái)設(shè)備，ITU-TV213是該調(diào)制解調(diào)方式必須符合的標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)制方式是FSK半雙工的模式，1700Hz為它的中心頻率，頻偏為400Hz，通信速率是0-1200bps。調(diào)制解調(diào)與RS-485口之間采用的耦

15、合方式都為光電隔離方式。這樣的設(shè)計(jì)提高了系統(tǒng)的抗干擾能力與系統(tǒng)穩(wěn)定性。而整個(gè)數(shù)據(jù)流向是：數(shù)據(jù)先由PC機(jī)平臺(tái)控制軟件利用串行接口傳輸?shù)酵ㄐ拍K之中，然后再由通訊模塊將接收的信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為所需的信息方式進(jìn)行發(fā)送。 </p><p>　　三、城市路燈照明智能控制系統(tǒng)的發(fā)展前景 </p><p>　　城市照明系統(tǒng)有保障行車(chē)和行人安全、方便市民的生活、優(yōu)化城市的環(huán)境等作用。城市路燈照明系統(tǒng)經(jīng)歷了三種

16、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，首先是照度標(biāo)準(zhǔn)，之后是亮度標(biāo)準(zhǔn)，目前是可見(jiàn)度標(biāo)準(zhǔn)。而其他照明系統(tǒng)仍沿用照度標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)，由此可見(jiàn)，城市道路照明系統(tǒng)為了適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展正在不斷向高精端方向發(fā)展。伴隨著照明系統(tǒng)的發(fā)展，道路燈具配管的設(shè)計(jì)也經(jīng)歷了照度標(biāo)準(zhǔn)和亮度標(biāo)準(zhǔn)的改革。進(jìn)入二十世紀(jì)以來(lái)，我們跨入了一個(gè)智能化的時(shí)代，單片機(jī)、PLC、互聯(lián)網(wǎng)等高新科技正逐步滲透于各個(gè)行業(yè)之中。而為了使城市路燈照明系統(tǒng)更好的服務(wù)于社會(huì)發(fā)展和人民生活需要，可以嘗試將上述高新技術(shù)手段應(yīng)用于該系統(tǒng)

17、之中，使其早日完成智能化的系統(tǒng)模式。 </p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　應(yīng)用智能控制系統(tǒng)對(duì)城市路燈進(jìn)行控制可以為城市提供合理適當(dāng)?shù)恼彰鳝h(huán)境，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障路燈，便于及時(shí)定位與修復(fù)。應(yīng)用該系統(tǒng)可以很大程度上降低人力成本投入，提升能源的利用率，消除或降低人為控制中存在的不穩(wěn)定因素，提升整個(gè)城市照明體系的現(xiàn)代化、智能化程度。對(duì)于推動(dòng)城市

18、的可持續(xù)發(fā)展、提高城市夜經(jīng)濟(jì)具有積極意義。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]周軍.關(guān)于城市路燈智能控制系統(tǒng)的研究[J].黑龍江科技信息,2012,28. </p><p>　　[2]賀一鳴，王崇貴，劉進(jìn)宇.智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù).2010，16（01）. </p>