節能環保型智能LED路燈控制系統設計

摘 要：隨著現代化城市的建設與發展，城市中街路照明與亮化工程是非常重要的，但是如何才能達到節能環保，成為路燈控制系統中的關鍵問題。現在新型的LED照明是一種節能環保的綠色光源產品，LED路燈體積小，壽命長，為了節能環保型智能LED路燈的廣泛推廣使用，利用無線傳感新技術設計智能LED路燈的控制系統，分時段通過對電壓的調控來控制路燈的正常照明，節省大量的電力能源，減少環境污染，實現了對LED路燈的實時監控與管理，降低能源消耗，提高路燈的管理使用效率。

關鍵詞：LED路燈；節能環保；無線傳感技術；智能控制

1 概述

隨著我國城市化進程的逐步推進，城市建設的亮化工程越來越成為現代化都市的重要風景，城市街路的照明是城市亮化工程的重中之重。目前全球能源消耗急劇增加，環境污染嚴重影響了人們的生活，城市街道兩側的路燈在照亮城市，創造城市絢麗的同時也消耗的大量的能源，造成了極大的環境污染[1]。針對目前我國街道路燈照明中能耗高、污染重、效能低等問題，利用先進的科學技術，積極推進節能環保型智能LED路燈的全面發展，并利用無線傳感技術設計智能控制系統，更好地實時監控和管理路燈，降低電能的消耗，延長路燈的使用壽命，為城市的現代化建設做出貢獻。

2 LED路燈的節能控制系統優勢

2.1 無線傳感技術，不占空間

城市街路兩側的路燈遍布城市的各條交通道路及大街小巷，傳統的路燈供電線路較長，造成供電線路的電能損耗較大，功率低下，另外220V單相電壓為路燈供電，造成嚴重的三相不平衡，產生過大的零序電流和零點位移，更加大了線路中的電能損耗[2]。無線傳感技術采用無線的組網方式，不需要大面積的布線，可以靈活擴展，而且不需要占用較大的空間。

2.2 實時監控，高效管理

傳統的路燈照明控制系統都比較簡單，無法實施監控，操作與記錄、檢查設備異常、處理故障等都需要人工進行巡視，工作效率低，造成大量的人力和物力的浪費。節能環保型智能LED路燈的控制系統能夠對路燈的開關狀態實時地進行監控，并且實時地收集到LED路燈的電流、電壓、亮度、溫度和開關狀態等運行的各個參數，將這些參數傳輸到監控中心，同時進行檢測，根據這些數據設計警報和維修計劃，發現故障能夠及時得到處理，提高了能源的利用率，節約了能源成本和人力成本，同時也延長了LED路燈的使用壽命[3-4]，提高了LED路燈的管理效率和使用效能，實現了節能環保型LED路燈控制系統的智能化。

3 LED路燈控制系統的整體設計

節能環保型智能LED路燈控制系統的設計，是基于當前比較先進的無線傳感技術，其主要是由三個部分組成，分別是監控中心、子網控制器和LED路燈的監控器。LED路燈控制系統構成如圖1所示。

3.1 監控中心的設計

節能環保型智能LED路燈可以按照路段的日照情況、人員車輛的流量變化情況設計開關狀態和照明時間，在保證街路照明的前提下，降低電能消耗，達到節能環保的目的。為此監控中心的功能是對LED路燈進行實時監控，收集LED路燈的開關狀態、亮度、溫度等數據信息，對上述數據信息進行遠程訪問，根據配置參數，進行遠程發送命令控制LED路燈的照明狀態。

監控中心的實時監控功能要通過以下幾個模塊來得以實現，包括數據管理模塊、數據庫模塊、主界面模塊、通信管理模塊和用戶管理模塊。

數據管理模塊對LED路燈的監控器數據、路燈系統運行狀態的相關數據和其它各項配置數據進行應用和管理。數據庫模塊主要負責LED路燈控制系統中存儲數據和進行各項操作，為其它各個模塊功能的實施和數據分析提供依據。主界面模塊為管理者提供對整個LED路燈的實時監控和管理，管理者可以根據城市街路的照明需求進行管理系統的設置和設施設備配置，以圖形化的模式將各項數據直觀而形象的展示[5]。通信管理模塊能夠通過控制中心實現數據交換，保證數據的傳輸與通信，最終實現對LED路燈的運行狀態進行控制。用戶管理模塊是LED路燈控制系統的管理中心，對用戶權按不同方式進行設定與授權，嚴格控制對LED路燈運行控制系統的修改與登入，確保LED路燈控制系統的穩定和安全地運行。

3.2 LED路燈監控器的設計

節能環保型智能LED路燈控制系統中的路燈監控器的核心是處理數據的單片機，監控中心將傳感器收集到的路燈電流、電壓、溫度值，通過繼電器控制LED路燈的運行狀態，通過數據模塊向子網控制器傳送各類參數，LED路燈監控器接受子網控制器傳送的實時監控命令，對LED路燈的開關狀態、亮度調節、電流、電壓和溫度進行調控。

3.3 LED路燈子網控制器的設計

節能環保型智能LED路燈控制系統中的子網控制器通過不同的聯系方式，分別與監控中心和路燈監控器進行數據通信，下達監控中心的控制指令，同時將路燈監控器的實時監控情況進行反饋，實現對LED路燈的運行狀態的有效管理。

4 結束語

綜上所述，節能環保型智能LED路燈的控制系統可以根據街路環境的明暗變化情況控制路燈的開關狀態，而且還能夠按照交通情況實時調整路燈的開關狀態，極大的減少了能源的損耗。LED路燈出現故障時智能控制系統自動報警，能夠得到及時有效地處理，更大提高了工作效率，減少了人工成本和能源成本。應用無線傳感技術對節能環保型智能LED路燈的控制系統進行設計，有效地解決了城市路燈照明工作中高污染、高能耗、低效率的問題，為全面發展節能環保智能的綠色照明工程起到了積極而有意義的推動作用。

參考文獻

[1]蘇建龍，張曉雷，陸文娟.LED路燈節能控制系統的設計與應用[J].產品與應用，2009，15（10）：57-58.

[2]賀一鳴，王崇貴，劉進宇.智能路燈控制系統設計與應用研究[J].現代電子技術，2010，15（1）：207-210.

[3]馬騰，李淵，李寶營，等.LED路燈智能控制系統設計[J].大連工業大學學報，2012，31（1）：75-78.

[4]陳斌.智能LED路燈節能控制系統的設計與實現[J].中小企業管理與科技旬刊，2011，12（21）：275-276.

[5]顏燕娜.基本無線傳感技術的LED路燈節能控制系統設計[J].技術與市場，2012，19（6）：256-263.

作者簡介：張瑋（1980-），女，漢族，山東淄博人，碩士，講師，工程師，研究方向：應用電子，智能控制。