低壓電力載波通信技術在城市路燈遠程智能控制中的應用

薛明

摘要：城市化水平現階段處于飛速發展時期，相應地人們對城市服務質量的要求也越來越高，對生活舒適度有了更高的需求。低壓電力載波通信技術在城市路燈遠程智能控制中的應用可以有效改善這一現狀，此方面的研究迫在眉睫。文章分析了該監控系統的設計結構與原理，闡述了系統所需的硬件與軟件，最后探討了系統應用的優勢。

關鍵詞：低壓電力載波；通信技術；城市路燈；遠程智能系統；城市服務質量 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP273 文章編號：1009-2374（2017）10-0063-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.031

近年來，我國國民經濟飛速發展，城市化水平也隨之不斷提高，政府及相關建設單位也不斷加大對基礎設施建筑的資金投入，故我國城市照明設施處于飛速的完善進程之中。城市道路照明節能是一項較為復雜的系統工程，其涉及到多個環節，例如電子鎮流器、控制決策、照明控制管理、光源、監控技術等。此外，城市照明系統在我國絕大不大部分區域內都極為落后，存在著許多突出問題，例如維護困難、安全隱患大等，大大增加照明的成本投入，制約著我國城市化水平的進展。城市路燈遠程智能控制的實現具有深遠的意義，可以迅速且有效地增強城市照明系統的科學性與高效性，尤其是低壓電力載波通信技術的應用不但可以進一步加快城市化進程，而且可以提高照明的穩定性。

1 城市路燈遠程智能監控系統的工作原理與結構特性

據相關資料的考察，城市遠程智能控制結構上有特殊的要求，針對其特殊性，該系統必不可少的部分為主機和從機單元。主機與從機單元具有眾多不同的單元構成，其中顯示器、外圍設備、鍵盤以及微型打印機等主單片機系統在主機單元中較為常見，光電轉換單位、外圍設備等從單片機系統則包含在從機單元中。

綜合城市路燈遠程智能控制在實際中的應用情況，城市路燈控制室內主要安裝主機單元，而城市路燈控制箱內則一般安裝從機單元。主機單元與從機單元的通信方式一樣，即電力載波，數據交換可以通過從機與電子鎮流器來實現，進而達到系統正常運轉的需求。而主機系統能夠結合實際情況執行繼電器的一些命令，得到的信息會由相應的從機及時獲得。從機經過一定的處理后，又會把信息反饋給主機部分，主機再次處理后可將有價值的數據打印出來。該信息假若真實有效，那么可以斷定該路燈受到了一定程度的損壞。假若主機通過程序將所有路燈都開啟，操作人員又將地址信息傳送給了從機，從而展開巡檢工作，此時則能夠獲得來自從機的有效信息，進而將該信息通過打印機呈現出來。

在對城市路燈遠程控制有一定熟悉之后，依據打印的有效信息，相關技術人員可以準確地判斷出從機單元運行所處的各種狀態，分析從機的線路故障情況，這樣可以有效地緩解物力、人力資源所帶來的壓力，進而促進城市路燈遠程智能控制的不斷完善。

2 路燈遠程監控系統的硬件結構

2.1 主機單元

現階段實際應用中，8031單片機應用模式在主機系統中較為常見，其主要組成部分包括4位半顯示單元、鍵盤單元、微型打印機。

2.2 從機單元

電壓與電流傳感器在從機單元經過一定轉換，即將光電轉換為相應的輸出信號，再對信號采取進一步的處理后，接入輸入端（A用轉換單元），最后再傳輸至A8T9C51單片機系統內。通過驅動單元，單片機可實現開啟與關閉路燈的功能，信息交換則是主要通過單片機的中斷過程來實現。

2.3 路燈遠程智能監控系統通信方案

傳輸方案采用單燈接力式，中繼的作用可以在每一個傳輸方案中體現出來，并且不再需要多余的。一般而言，路燈常見的距離在35m左右，進而極大地降低衰減程度，極大地提高信號的信噪比，精確且高效地接受信號。

3 路燈遠程監控系統的軟件結構

3.1 主機軟件設計

為了最大限度地發揮城市路燈遠程智能監控中電力載波通信技術的實用價值，在設計系統主機軟件的過程中，通常主機的軟件一般包括打印程序、顯示程序等。結合系統運轉的實際情況來看，從機的地址一般采用報表的形式傳輸給主機，主機再將相關數據自動保存在存儲器內；再結合實際情況，將主機的數據包穩定傳輸。進一步采用微型打印機再將從機地址打印出來，并及時檢查電流值與電壓情況，假若從機的電流值趨向于0，由此可以推斷出從機中的路燈受到了損壞。假若無法精確接受從機的數據包，則可以推斷系統內的線路路燈出現了一定的問題。

3.2 從機軟件設計

電力載波在城市路燈遠程智能控制中的應用，有效地存進了從機軟件的設計。結合實際的設計情況，在滿足主機實際需求的條件下，從機的軟件可以自由控制路燈的開關，并依據系統內的相關標準，巡檢采樣路燈的電流與電壓值，打包所獲取到的信息，最后傳送到主機，進一步便于城市路燈智能監控中實現相關操作。

4 低壓電力載波通信技術的應用優勢

傳統的城市照明系統存在眾多方面的問題，比如管理不夠規范、浪費大、人工作業量大、系統總體規劃能力不足、缺乏統計查詢功能、路燈壽命較短等。

電力載波在城市路燈遠程智能控制中的應用，促進了高效且科學的管理模式在城市中的實現，維修效率也極大地得到改善，確保整個城市照明的節電率、設備完好率、亮燈率等，與此同時還要加強系統自檢，減少相關人員的工作量，能及時應對正常運轉過程出現的各類問題，切實提高城市的整體服務質量與管理效率。

電力載波在城市路燈遠程智能控制中的應用方面加強研究，城市照明設施的數據庫系統需要盡快建立，從而獲得城市照明設施的相關數據，包括各個設施的性能指標與老化程度等；對各個設施的能耗情況進行統計；綜合歷史資料與現場數據，結合相關的地理信息展示技術，更加精準地掌握照明設施的相關內容。實時檢測系統中可能出現的故障，監控所要統計的照明設施，達到精細化地管理各個設施的目的。

現階段急缺系統的硬件設備與軟件接口方面的規范，需要盡快對硬件控制設備的關鍵技術進行深入研究，進一步約束并限制集中控制器與終端控制器的應用，對通用接口也應當提出更高的要求。電力載波在城市路燈遠程智能控制中的應用，是以先進的計算機網絡技術、自動檢測技術、通訊手段、自動控制技術等為基礎建立起來的，它在未來要實現快速精準地控制與管理城市道路照明設施的目的。

5 結語

綜上所述，低壓電力載波通信技術在城市路燈遠程智能監控中的應用會隨著我國經濟的快速發展而發展，我國的城市化水平也在不斷提高，作為完善城市功能的亮化，對于提高人民生活質量與城市人民的居住環境至關重要，這也對我國照明事業的發展提出了更高的要求。此技術的順利應用可以促進相關從業人員準確地掌握城市路燈的工作狀態，及時發現系統存在的安全隱患并排查，保證系統高效運轉，從而為發展低碳經濟、提高城市的照明品質等方面做出應有的貢獻，促進城市照明系統的精細化、智能化與管理信息化，進而為城市帶來廣大的社會效益與經濟效益。

參考文獻

[1] 唐桂忠，張廣明，趙亞琴，等.城市路燈飾燈遠程智能監控系統的設計與實現[J].測控技術，2004，（8）.

[2] 呂仲瑜，孟力，李璐.低壓電力線載波通信中的抗干擾問題[J].電測與儀表，2003，（6）.

[3] 鄒常茂，韓慶軍.國內智能照明節能電器設備的現狀與技術特性[J].節能與環保，2003，9（12）.

[4] 王健，褚曉廣.智能型節能路燈控制器的研究與實現[J].自動化與儀表，2007，15（1）.

[5] 凌志浩，周怡颋，鄭麗國.Zig Bee無線通信技術及其應用研究[J].華東理工大學學報（自然科學版），2006，32（7）.

（責任編輯：蔣建華）