淺論城市路燈照明智能控制系統的應用

譚志國

【摘 要】隨著社會的不斷進步，城市道路建設的不斷發展，城市路燈照明控制系統正逐步實現智能化管理。本文闡述了如何利用廣域網實現城市路燈照明系統智能化管理的改革，通過理性的分析，科學的驗算，力求完善城市道路建設中的路燈照明系統。

【關鍵詞】路燈遠程智能控制；互聯網；節能

On the Application of Intelligent Control System for Urban Street Light Lighting

Tan Zhi-guo

（Foshan Sanshui District street lighting management Foshan Guangdong 528000）

【Abstract】With the continuous progress of society， the continuous development of urban road construction， urban street lighting control system is gradually realized intelligent management. This paper describes how to use the wide area network to achieve the intelligent management of urban street lighting system reform， through rational analysis， scientific verification， and strive to improve the urban road construction in the street lighting system.

【Key words】Street light remote intelligent control；Internet；Energy saving

就目前我國各行各業的發展而言，環保節能與智能化生產管理是每個行業必經的革新階段。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。如何改進城市路燈照明系統成為大家廣泛探討研究的課題。而網絡的應用是近些年來許多行業實現智能化改革常用的方法。如果能夠將網絡技術科學合理的運用于城市路燈照明系統，勢必可以很大程度的節約電能并實現其智能化的管理。

1. 城市路燈照明智能控制具有的優越性

1.1 具有較強的節能性。

城市在零點之后，外出的人和車輛比較少，對于路燈的照明需求就不是很高，如果路燈一整夜都亮著的話，就會造成極大的浪費，這時就需要路燈的智能控制進行操作，采用節能的路燈照明，這樣既能滿足人們對于路燈的照明需求，又能降低路燈所要消耗的物質資源，避免浪費，同時對于延長路燈的壽命也有很好的作用。

1.2 方便管理、實現監控的全方位。

智能控制是自動控制技術的使用，它不需要人們隨時隨地進行操作，同時又能真正實現遠程操作，實現路段全方位的路燈控制和監控，更好的方便管理。并且使用智能控制能夠方便對路燈工作狀況的監測和損壞的及時維修，這有效的減少了人們對于路燈巡查的投入，從而縮小了工作量，提高了工作人員的工作效率和方便了對于路燈的管理。

1.3 信息化、數據化、智能化程度高。

因為路燈照明的智能控制拋棄了傳統的路燈控制系統，進而采用了先進的數字技術和網絡技術，這都使路燈系統的數據化和信息化的程度，較以前更加先進，并且實行分站收集，它能夠超大的數據量，及時有效的反饋給主站，這都給路燈的智能控制提供了條件，對于路燈的維修和管理也提供了方便，有利于路燈照明的智能控制的開發的進一步發展。

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。這樣的雙機互為備熱的工作模式能夠確保主控系統不間斷地實現實時監控。

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。主控制系統和本地控制系統的數據傳輸主要是通過無線電臺傳輸。

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。而信息傳輸使用的廣域網服務器就是一個巨型的存儲器，可以用做數據管理、資料存儲，由此可以建立一個信息管理系統。由于整個網絡服務器是開發式的，我們還可以借助系統的數據庫和其他并行的數據庫外接許多需要的管理工作站，用來實現如管理、維護、故障查找等功能項目。

3. 功能模塊分析及應用

3.1 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。要實現各種組合模式必須通過加入觸發器的方法完成，一個觸發器實現一種組合方式，如此推算，觸發器使用的越多，可實現的照明組合方式越多，用于改善的道路照明問題的方案也就越多，但與此同時成本也在相對增加。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。由于是可改寫的存儲器，所以開關燈時刻表可根據具體情況加以更改[1]。這樣的控制方式，最大程度的加少了電能的浪費。子站除了完成路燈的開關控制，還負責采集由電流或者電壓互感器測量后經ADC轉換的支路電流、電壓數據。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。如此的信息反饋可以極大提高系統的應急性，大大降低了故障排出的時間。

3.2 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，ITU-TV213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[2]。調制解調與RS-485口之間采用的耦合方式都為光電隔離方式。這樣的設計提高了系統的抗干擾能力與系統穩定性。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[3]。

4. 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。伴隨著照明系統的發展，道路燈具配管的設計也經歷了照度標準和亮度標準的改革。進入二十世紀以來，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。

5. 結語

綜上所述，實現城市路燈照明系統的智能化有利于社會的發展，符合時代進步的需求。要實現這場技術革新需要進行許多創新實驗與研究，而互聯網應用于城市路燈照明智能系統必將是以后研究發展的主要方向，并在很大程度上推動整個系統建設的革命創新。

參考文獻

[1] 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.

[2] 劉天時，劉賞，付春.一種新型高速公路路燈智能控制系統設計[J].西安石油大學學報（自然科學版）.2011，5（02）：65～89.

[3] 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.2010，16（01）：102～124.