城市路燈照明智能控制系統的應用

汪曉輝

（鄭州市城市照明燈飾管理處，河南 鄭州450045）

0 引言

我國經濟建設起步較晚，但成長迅速，致使許多城市的道路設施跟不上社會的發展步伐，其中許多城市道路照明系統仍然沿用舊的方式，其系統模式存在很大弊端，如線路檢修不便，控制系統可變更性不強，亮燈誤差較大等問題。

1 城市路燈照明智能控制的優越性

1.1 具有較強的節能性

由于城市在后半夜對于照明強度的要求不是很高，若使路燈整夜都工作，就會浪費大量的電能，若采用“后夜燈”的工作方式，也會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，就可以很好的解決這一問題，實現即節能又能滿足照明需求的路燈系統，同時也降低了路燈的損耗，使路燈的使用壽命更長。

1.2 更好的實現監控、方便管理

智能控制的路燈系統可以很好的實現遠程監控，也方便了市政人員對路燈的維護與管理，通過智能系統和監控系統，可以很快掌握路燈的故障發生狀況，并及時采取措施進行維修，這種集中的監控管理，極大的減少了人工巡查所需的資源投入和人工作業量，提高了管理工作效率。

1.3 智能化、信息化、數據化程度高

由于主站和分站大量采用電腦和網絡技術，路燈的整體控制智能化、信息化程度相當高，且從分站收集、反饋給主站的數據量也較大，這為智能系統開發決策和優化、維修和維護提供了基礎。

2 系統組成及應用

2.1 主控系統的物理結構

主控系統是指對所有路燈的控制和監查系統，根據系統參與的范圍大小及硬件投入資金的金額，一般可由一臺或是多臺計算機和打印機或大屏幕的投影儀等組成。但通常情況對主控系統的配置是兩臺主控機，當其中一臺正常工作時，另一臺則處于旁聽等待狀態。兩臺主控機中的信息的收發可以通過電隔離的途徑傳輸到處于熱備狀態的另一主機。如果當前主控機退出控制或關機，處于待命狀態的主控機將自動進入操控狀態。

2.2 數據傳輸裝置

數據傳輸可分為無線傳輸和有線傳輸兩種方式。一般而言無線傳輸是通過手持步話機和無線電臺來實現。如果要采用有線傳輸的方式，則可以通過RS-485總線網、電話線、公用電話網進行傳輸。

2.3 本地控制系統

本地控制系統是由配電柜、子站、電臺等組成的。每個本地控制系統都是一個獨立的控制系統，當主控機無法參與工作時，本地控制系統可以長期獨立實現路燈的開關控制。通常，如果主控機與本地控制系統是通過無線傳播的方式進行信息通信，那么會受到通信距離和電臺功率的限制，且主控機對本地控制系統的調控會出現延遲現象，主控范圍越大，延遲現象越嚴重。解決此類問題可以通過添加主控機站來完成。首先將控制范圍劃分為多個區域，然后在各個區域建立主控機站，再通過如因特網這樣的廣域網，將各個主控機站的數據進行收集和傳輸，實現整個城市路燈照明的系統化。

3 功能模塊及應用

3.1 本地控制系統中子站

在設計本地控制系統時，需要充分考量各種因素，如不同路段路燈與三相電功率的合理配置、各種類型路燈及相應節能方式進行組合的照明方式。可以采用設置觸發器的方式進行各種模式的組合，一種組合方式對應一個觸發器，觸發器的數量及時組合方式的數量，在改善道路照明問題方面，方式也就十分豐富，但是其缺陷在于隨著而來的成本也會不斷增加。而本地控制系統中的子站的主要功能是控制路燈的開關，其基本控制機制為形成了完整的通信系統后，主控機將全面分析各個版塊內的照明需要，包括晝夜時間!季節變化、天氣情況影響等，初步決定相應的照明路燈的開關時間，該信息可以通過通信系統傳遞至子站。子站則會將該類開關信息進行妥善保存，用于保存信息應是靈活性較高的存儲器，可以根據不同的情況進行更改信息。

3.2 通信模塊

各個計算機之間在進行數據通信時，需要以通信模塊為依托。通信模塊的主要組成部分包括電源插座!控制批示燈、調制解調器接口、串行接口、發送批示燈等，其主要作用在于可以作為外接電話線使用，還可以進行無線電臺的接入。該通信模塊中的接口需要符合一定的標準，且調制解調與相應接口之間需要采用光電隔離方式進行耦合，使該系統不僅具有較強的抗干擾能力，穩定性也較為良好。數據的傳輸路徑為先由計算機控制軟件利用串行接口將數據傳輸至通信模塊，通信模塊在接受信息后，將其轉化為有價值的信息，最后實現信息的發送。

4 功能模塊分析及應用

4.1 本地控制系統中子站分析

本地控制系統在設計時務必要考慮不同路段路燈和三相電功率的分配，以及不同型號路燈和節能方式等的組合照明方式。本地控制系統中的子站主要完成的是路燈的開關控制，其控制流程是：當通信系統完整建立之后，主控機將根據各個區域對照明程度的不同需求，四季變化導致的晝夜長短變化等因素，制定出最適用于該區域的路燈開關燈時刻表，并通過通信系統發送到各個本地控制系統的子站當中。子站將會把接收到的開關燈時刻表存放在一個可改寫的只讀存儲器當中。最后，子站作為本地控制系統和主控機之間的信息傳輸紐帶，它會把收集到的電流電壓信息通過互聯網傳輸到主控系統當中。

4.2 通信模塊分析

計算機和計算機外鏈設備之間是通過通信模塊的轉換進行數據通信。通信模塊由電源插座、調制解調器接口、控制批示燈、發送批示燈、串行接口五部分構成。該通信模塊選擇RS-485為串行接口方式，便于RS-485組網通訊的利用；而模塊采用的調制方式是：調制解調。它總要有兩方面的作用，一是可以成為外接電話線，通過收發共線的設置方式，但其最主要的功能是用來完成外接無線電臺設備，ITUTV213是該調制解調方式必須符合的標準，調制方式是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。而整個數據流向是：數據先由PC機平臺控制軟件利用串行接口傳輸到通信模塊之中，然后再由通訊模塊將接收的信息數據轉化為所需的信息方式進行發送。

5 城市路燈照明智能控制系統的發展前景

城市照明系統有保障行車和行人安全、方便市民的生活、優化城市的環境等作用。城市路燈照明系統經歷了三種評價標準，首先是照度標準，之后是亮度標準，目前是可見度標準。而其他照明系統仍沿用照度標準評價，由此可見，城市道路照明系統為了適應社會的發展正在不斷向高精端方向發展。進入20世紀以來，我們跨入了一個智能化的時代，單片機、PLC、互聯網等高新科技正逐步滲透于各個行業之中。而為了使城市路燈照明系統更好的服務于社會發展和人民生活需要，可以嘗試將上述高新技術手段應用于該系統之中，使其早日完成智能化的系統模式。

6 總結

城市路燈照明智能控制系統是現代計算機及信息技術發展的結果，符合時代的發展趨勢，該系統不僅能夠提高城市路燈照明系統的管理水平，降低城市電能的消耗，實現環保節能，也能夠減少照明的誤差，提高城市居民的生活水平。

［1］周軍.關于城市路燈智能控制系統的研究[J].黑龍江科技信息,2012,28.

［2］郝洛西.中國城市亮化工程的若干問題[J].清華大學學報:自然科學版,2000，40 (s1):28-32.