基于大數據的智慧照明控制系統的設計

何偉

摘要：為解決目前城市照明普遍能源利用率不高的問題，該文設計了基于大數據的智慧照明控制系統，系統由智能感知層、網絡傳輸層、大數據處理應用層構成，可實現實時采集城市照明設備的位置及運行狀態信息，并根據相關傳感器采集的環境參數，通過大數據分析為不同環境參數下的路段提供個性化決策支持，同時為城市智能交通、智慧安防等智慧城市建設提供有效的技術支撐。

關鍵詞：大數據；物聯網；智慧照明；遠程監控；管理平臺

中圖分類號：TP315 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）35-0153-02

Design of Intelligent Lighting Control System Based on Big Data

HE Wei

（Department of Information Technology， Suzhou Industrial Park Institute of Vocational Technology， Suzhou 215000， China）

Abstract： In order to solve the problem of low utilization rate of common energy in urban lighting， a smart lighting control system Based on big data is designed in this paper. The system consists of an intelligent sensing layer， a network transmission layer and a big data processing application layer， which realizes real-time acquisition of urban lighting equipment. Based on the environmental parameters collected by the relevant sensors， provide personalized decision support for the road sections under different environmental parameters through big data analysis， and provide effective technical support for the construction of smart cities such as urban intelligent transportation and smart security etc.

Key words： big data； internet of things； intelligent lighting control system； remote monitoring； management platform

1 背景

近年來，我國城市照明行業高速發展。據國家統計局數據顯示，從2004-2013年十年間，我國城市道路照明路燈數量由1，053.13萬盞增加到2，199.55萬盞，年平均增長率達到8.53%，近幾年的發展勢頭更為迅猛。在城市道路照明控制方面，我國在城市綠色照明智能化控制方面已取得顯著成效。根據道路照明委員會的統計，在全國811座城市中已有263座城市的道路管控采用“無線三遙（遙控、遙信、遙測）”。隨著智能控制系統的快速發展，數據采集的規模也進入了大數據級別[1-2]。

本項目結合大數據技術提出了智慧照明系統體系框架，通過對現有路燈進行改造，利用多種傳感器、控制器和通信模塊構建智能化程度高的智慧城市信息感知網絡，該項目實時采集城市照明設備的位置及運行狀態信息，不僅可以為城市提供全方位的路燈信息化運維服務，同時利用大數據平臺，通過對各類現場采集的數據進行分析，挖掘城市路燈運行與電網、氣象、環境等的相關性，為不同環境參數下的路段提供個性化決策支持，同時也可以為城市智能交通、智能安防等提供有效的支撐[3-4]。

2 系統結構設計

本項目重點探索基于大數據技術的智慧城市照明管理，提出了一種包含多種傳感器、中央控制器和通信模塊的智慧照明系統架構，在此基礎上，構建一個城市公共照明管理大數據平臺[5]。系統分為智慧感知層、網絡傳輸層與大數據處理應用層，系統結構圖如圖1所示。

智能感知層是城市照明智慧節能系統的感覺器官，通過各類智能傳感器，實時捕捉照明線路覆蓋區域的各類信息。采集的信息包括：

1） 照明設備各類信息，如：電流、電壓、故障信息等；

2） 照明使用相關信息，如單位時間內通過人流量、車輛數等；

3） 環境參數：光照度、溫度、濕度、空氣污染物監測、噪聲監測等。

項目應用集成方便的各類傳感器，盡可能充分的采集照明現場的各類信息，從而應用層的大數據處理中心為每一條照明線路甚至細化到某一段照明路線上，推理出精細化、個性化的照明策略。

傳輸層主要實現感知層和應用層的數據雙向傳輸。首先智能感知層的數據采集終端的將采集的數據發送給網關節點，網關節點通過4G網絡連接，將采集的設備及環境參數傳送到應用層供其處理。應用層可通過傳輸層發送控制及各類配置命令，控制照明設置的狀態。

大數據處理應用層是城市照明系統的“大腦”，智能照明控制策略體現了整個系統的智能化程度。綜合利用采集到的各類數據信息及環境參數相關信息，實現大數據分析，并通過所分析的結果反饋到各分支路燈監控終端，實現個性化的自適應調節亮度從而達到節能的目的。同時，可輔助實現實時監測路燈工作狀況，提供路燈故障類型報警及故障地點通知等功能[6-8]。系統功能結構圖如圖2所示。

3 大數據處理中心

大數據處理中心中包括：數據源、數據采集、數據存儲、數據處理和數據展示五個模塊。從智能感知層采集的各類數據通過網絡層傳遞到大數據處理中心作為數據源。通過對數據的分析及處理得到不同環境下的智能照明控制方案，使得照明控制方案打破傳統的統一控制模式，按實際照明現場的不同情況，分析出特色的照明控制方案，提高節能效率。大數據處理中心結構圖如圖3所示。

4 結束語

我國城市公共照明普遍存在能源利用率不高的情況。本項目可根據大數據分析制定的照明決策，對于不同車流量或人流量分布的區域實施不同的照明策略，能夠更高效的節約大量的電力資源，節能環保。并且項目利用路燈節點組成網絡，形成整個城市道路的網絡覆蓋，利用各類傳感器采集路燈周圍環境數據信息，為智慧城市的建設提供技術及數據支持。

參考文獻：

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