三安物聯網公共照明智能系統與LED的應用

王新毅

摘 要：當今低炭經濟，低炭生活已是全社會的共識，而節約能源是低炭經濟、低炭生活的一個重要組成部分。物聯網公共照明系統的核心優勢是其中的重要途徑與方法。文章就公共照明系統的節能措施談一些具體的看法。

關鍵詞：低炭經濟；物聯網技術；系統；LED節能特性

中圖分類號：TM923 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）20-0138-02

1 概述

現階段能源短缺在世界范圍內都是一個突出的問題，作為一個能源消耗大國，我國必須遵循節約能源、保護環境的方針政策，才能實現經濟的可持續發展，而在我國降低能源消耗、建設能源節約型社會是一項長期、艱巨的任務目標，在發展能源節約型經濟中，公共照明系統的節能是一項重要內容，實際工程建設中工遵循設計節能、使用節能的原則齊抓共管。

全國各大、中城市的主流路燈監控管理系統是基于監控中心——控制柜模式，最小監控單位為路燈控制柜，只能達到對某一段道路上的路燈統一開關調控的水平，同時管理軟件功能較單一，節能效果一般，越來越不適應城市管理現代化、信息化的飛速發展需要。以信息感知、組網、智能化識別、智能控制為特征的物聯網技術的興起給公共照明監控管理技術的跨越式發展提供了可能。

三安物聯網公共照明智能管理系統即以單燈控制為核心的軟硬件集成系統，兼容目前主流的城市照明燈具，如高壓鈉燈的單燈智能控制，又可與新興的革命性照明產品LED燈相結合實現控制中心對每個單燈進行控制。

三安物聯網公共照明智能管理系統能實現遠程對任意單燈的開關燈操作，任意時段的亮度任意調節，單燈電流功率數據統計，損壞報警等，系統節能可比目前提高50%以上，是國內領先的城市公共照明服務物聯網平臺。

系統符合國家新興產業支持方向，順應國際路燈監控管理的發展趨勢，大幅度節電環保，降低維護費用，提升公共照明管理水平和技術含量，并可兼容或擴展為城市物聯網管理系統的一部分。

2 物聯網公共照明系統的核心優勢

2.1 國內領先的高智能化城市照明控制系統

基于物聯網技術真正將單燈控制從簡單的模塊產品發展成完善可靠的智能系統產品，從中控室到監控柜直到單燈3級控制體系，整個城市所有單燈的開關燈控制和電流功率檢測、故障報警等均在中控電腦上實時顯示，集中控制，一目了然。同時可實現Web查詢，支持智能手機控制，是城市照明管理工作的換代產品。

2.2 系統可擴展到城市物聯網應用和數字化城市管理的其他方面，或與已有的數字化城市管理系統兼容組網

該系統具備物聯網技術的所有核心技術特征，模塊自組網，無線通訊，數據采集、分析和處理；瀏覽器查詢和管理等，只要換裝不同的傳感器件和對系統軟件進行調整即可改造為其他類型的城市物聯網管理系統。同時系統基于通用數據庫和地理信息系統構建，通過接口便于與其他數字化城市管理系統兼容和組網。

2.3 系統具有高度的可靠性和成熟性

三安物聯網公共照明管理系統的研發建立在本公司多年路燈控制的成熟技術和經驗基礎上，借鑒國內外相關產品的開發經驗教訓，并經過多個城市試用改進后成功的，采用了抗干擾和實際通訊距離最遠的無線通訊模塊，耐低溫和抗高溫性能良好的硬件模塊，保障了可靠性；系統軟件的開發歷經多年的用戶反饋和需求分析完善，確保了成熟性。

2.4 系統軟件功能豐富強大

基于自主研發的高效可靠的單片機程序和最適合用戶使用并可根據用戶需求調整的單燈控制軟件，可統一開關、集中控制，實現遙控、遙信、遙測、遙調，可靈活設置開關時間及組合，可實現地理信息系統功能、自動報警功能、所有路燈數據保存查詢分析等，支持最先進的Web訪問查詢，可運行于中控室電腦或其他任意接入互聯網的電腦上，同時也開發了可在智能手機上使用的監控軟件，并全部兼容本公司原有的路燈監控系統。

2.5 可靠的單燈通訊及自組網技術

經過多年研發和實踐經驗采用的短距無線通訊自組網技術和多種軟硬件措施保證了實際道路使用中的通訊可靠性，同時工作時不需要申請頻段，功率微小，運行成本極低。該技術是核心物聯網通訊技術之一，便于擴展到其他類型的物聯網應用。

2.6 適合LED燈、可調光節能燈等新一代光源的匹配要求

三安物聯網公共照明控制系統在設計時考慮了與未來城市照明發展趨勢兼用的需求，即可控制目前主流的高壓鈉燈等照明燈具，又在各層次軟件上開發了與新型LED燈、節能燈的通訊接口和相關控制管理程序，可無級調整LED燈功率，檢測溫度，開啟溫度上限保護等功能。

2.7 超值的投資回報

在系統實際應用過程中，可以實現電網過欠壓、節能的精確及細化控制，用戶原始使用的控制系統不同，其節能效果也存在差異，但總體節能效果可達到25%-60%；并且有效的保護措施可延長用電系統的使用壽命，燈具維護、更費成本也有顯著下降。由此可見，節省電費的直接效益結合保護光源的間接效益可縮短用戶回收成本時間，并可持續創造節能效益。

3 LED節能特性

3.1 LED光源發光效率高

發光效率比較：白熾燈光效在10-15流明/瓦、鹵鎢燈光效為12-24流明/瓦、熒光燈50-90流明/瓦，鈉燈90-140流明/瓦，大部分的耗電變成熱量損耗。LED光效：可發到50-200流明/瓦，而且發光的單色性好，光譜窄，無需過濾，可直接發出有色可見光。

3.2 LED光源耗電量少

LED單管功率0.03-0.06瓦，采用直流驅動，單管驅動電壓1.5-3.5伏。電流15-18毫安。反映速度快，可在高頻操作，用在同樣照明效果的情況下，耗電量是白熾燈的萬分之一，熒光管的二分之一，同樣效果的一支日光燈40多瓦，而采用LED每支的功率只有18瓦。

3.3 LED光源使用壽命長

白熾燈、熒光燈、鹵鎢燈是采用電子光場輻射發光，燈絲發光易燒，熱沉積、光衰減等特點，而采用LED燈體積小，重量輕，環氧樹脂封裝，可承受高強機械沖擊和震動，不易破碎，平均壽命達3-5萬小時，可以大大降低燈的維護費用避免經常換燈之苦。

3.4 LED安全可靠性強

相比其它光源，LED為冷光源，其無熱輻射性、發熱量低，觸摸安全，不僅光型可被精確控制，而且發光角度、光色也可精確調控，且并不含汞、鈉等對人體健康有害的物質。

3.5 LED光源有利環保

LED為全固體發光體、耐沖擊不易破碎、廢棄物可回收、沒有污染減少大量二氧化硫及氮化物等有害氣體以及二氧化碳等溫室氣體的產生，改善人們生活居住環境，可稱“綠色照明光源”。

3.6 LED光源更節能

采用LED恒流電源來給LED燈具供電，由于在電源工作期間都會自動檢測和控制流過LED的電流，因而，不用擔憂在通電的瞬時有過高的電流流過LED，也不用擔憂負載短路燒壞電源。LED燈有高效、環保、壽命長的特點。采用鋁制外殼的LED燈具，容易散熱，外觀精美，重量輕巧，LED采用鋁外殼可以增加燈芯的壽命，使LED燈看起來更美觀。所以，一些高質量、中質量的LED燈會采用鋁燈殼。LED燈泡比省電燈泡更省電，若散熱合宜，壽命長達30000小時。熱熾燈一般都只有1000小時壽命，省電燈泡亦只有大約8000小時。故LED燈泡能使用大約25至30年，而且光度隨年月衰減很少。LED燈泡都是無汞的，亦有不同顏色的選擇。售價雖然較高，但電力和維護費用較低，可互相抵消。

4 結束語

我國在新時代物聯網公共照明智能管理系統節能設計領域中面臨著新的挑戰，因為國外在設計過程中十分重視環保和節能。因此，對于設計者而言，就要選用合理的照明光源，合理的采用新材料、新技術，才能緩解我國能源緊張的局面，加快發展循環經濟，實現我國國民經濟可持續高速發展。同時也是保障國家能源安全、保護環境、提高人民群眾生活質量，貫徹落實科學發展觀的一項重要舉措。

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