淺論城市路燈照明智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用

譚志國(guó)

【摘 要】隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，城市道路建設(shè)的不斷發(fā)展，城市路燈照明控制系統(tǒng)正逐步實(shí)現(xiàn)智能化管理。本文闡述了如何利用廣域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)城市路燈照明系統(tǒng)智能化管理的改革，通過(guò)理性的分析，科學(xué)的驗(yàn)算，力求完善城市道路建設(shè)中的路燈照明系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】路燈遠(yuǎn)程智能控制；互聯(lián)網(wǎng)；節(jié)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(guó)各行各業(yè)的發(fā)展而言，環(huán)保節(jié)能與智能化生產(chǎn)管理是每個(gè)行業(yè)必經(jīng)的革新階段。我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)起步較晚，但成長(zhǎng)迅速，致使許多城市的道路設(shè)施跟不上社會(huì)的發(fā)展步伐，其中許多城市道路照明系統(tǒng)仍然沿用舊的方式，其系統(tǒng)模式存在很大弊端，如線路檢修不便，控制系統(tǒng)可變更性不強(qiáng)，亮燈誤差較大等問(wèn)題。如何改進(jìn)城市路燈照明系統(tǒng)成為大家廣泛探討研究的課題。而網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用是近些年來(lái)許多行業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化改革常用的方法。如果能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)技術(shù)科學(xué)合理的運(yùn)用于城市路燈照明系統(tǒng)，勢(shì)必可以很大程度的節(jié)約電能并實(shí)現(xiàn)其智能化的管理。

1. 城市路燈照明智能控制具有的優(yōu)越性

1.1 具有較強(qiáng)的節(jié)能性。

城市在零點(diǎn)之后，外出的人和車輛比較少，對(duì)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(huì)造成極大的浪費(fèi)，這時(shí)就需要路燈的智能控制進(jìn)行操作，采用節(jié)能的路燈照明，這樣既能滿足人們對(duì)于路燈的照明需求，又能降低路燈所要消耗的物質(zhì)資源，避免浪費(fèi)，同時(shí)對(duì)于延長(zhǎng)路燈的壽命也有很好的作用。

1.2 方便管理、實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的全方位。

智能控制是自動(dòng)控制技術(shù)的使用，它不需要人們隨時(shí)隨地進(jìn)行操作，同時(shí)又能真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，實(shí)現(xiàn)路段全方位的路燈控制和監(jiān)控，更好的方便管理。并且使用智能控制能夠方便對(duì)路燈工作狀況的監(jiān)測(cè)和損壞的及時(shí)維修，這有效的減少了人們對(duì)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(duì)于路燈的管理。

1.3 信息化、數(shù)據(jù)化、智能化程度高。

因?yàn)槁窡粽彰鞯闹悄芸刂茠仐壛藗鹘y(tǒng)的路燈控制系統(tǒng)，進(jìn)而采用了先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這都使路燈系統(tǒng)的數(shù)據(jù)化和信息化的程度，較以前更加先進(jìn)，并且實(shí)行分站收集，它能夠超大的數(shù)據(jù)量，及時(shí)有效的反饋給主站，這都給路燈的智能控制提供了條件，對(duì)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(kāi)發(fā)的進(jìn)一步發(fā)展。

2. 系統(tǒng)組成及應(yīng)用

2.1 主控系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)。

主控系統(tǒng)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。

2.2 數(shù)據(jù)傳輸裝置。

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。

2.3 本地控制系統(tǒng)。

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。

3. 功能模塊分析及應(yīng)用

3.1 本地控制系統(tǒng)中子站分析。

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)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枨螅募咀兓瘜?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[1]。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。

3.2 通信模塊分析。

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[2]。調(diào)制解調(diào)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(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[3]。

4. 城市路燈照明智能控制系統(tǒng)的發(fā)展前景

城市照明系統(tǒng)有保障行車和行人安全、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)之中，使其早日完成智能化的系統(tǒng)模式。

5. 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，實(shí)現(xiàn)城市路燈照明系統(tǒng)的智能化有利于社會(huì)的發(fā)展，符合時(shí)代進(jìn)步的需求。要實(shí)現(xiàn)這場(chǎng)技術(shù)革新需要進(jìn)行許多創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)與研究，而互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于城市路燈照明智能系統(tǒng)必將是以后研究發(fā)展的主要方向，并在很大程度上推動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)的革命創(chuàng)新。

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