城市背街小巷LED路燈控制方案的探討

2018-03-19 05:21:58林海闊朱繼紅

照明工程學報 2018年1期

林海闊，李濤，朱繼紅，李瑤，許敏，辛凱

(1.蘇州市城市照明管理處，江蘇蘇州 215005；2.山西光宇半導體照明股份有限公司，山西臨汾 041000)

引言

在城市城區道路照明建設迅速發展的同時，背街小巷的照明要求也隨之提高。但是伴隨而來的是街燈數量的增加，而維護管理部門仍然需要靠人工巡檢完成數倍于過去的任務，并且無法解決燈具增加與耗能的矛盾。依靠傳統的人工巡檢方式，很難管理如此多的道路燈具，尤其在很多背街小巷中車輛無法進入，更增加了巡檢的難度與工作量。為了保證亮燈率，因此需要每日的巡檢，造成了背街小巷維護管理人員的勞動強度很大。因此采用道路智能照明控制系統來輔助人工巡檢，協助管理調光節能，既能夠解決維護管理單位人員不足的狀況，又能夠滿足節能的需求。

1 城市背街小巷路燈控制方案介紹

城市背街小巷路燈控制的傳統方案采用時控開關[1]，對路燈進行定時開關，但它無法進行實時控制，不能按需開關街燈，信息無法及時反饋，維護費用開銷過大。因此需要選擇傳輸方式以及合理的控制架構來實現城市照明監控管理系統[1]。

1)數據傳輸方式。目前應用于道路的通信方式主要是RS485方式、電力載波方式、遠程無線(GPRS、3G、NB-IoT)、中短距離無線方式(ZigBee、433通信、LoRa)等[2-6]，各種通信方式均有自己的特點的應用環境。

ZigBee在實際應用上安裝施工方便，減少了施工布線的人工及材料投入，施工難度較低；維護方便，減少了對線路排查的工作量及難度。我們選用ZigBee方案在背街小巷中進行照明設備控制。

2)系統架構。我們采用ZigBee控制方案，由監控中心、集中控制器、單燈節能控制終端三部分組成。系統以GPRS無線通信為主干網，以ZigBee通信為二級子網，具體架構如圖1所示。

圖1 系統架構圖Fig.1 System architecture diagram

3)系統產品功能。①監控中心。實現自動化控制管理、維護管理，突發事件處理；構建基礎數據庫、基礎GIS、動態數據服務、通訊協議轉換。

②集中控制器(圖3)。控制中心與集中控制器采用3G或者GPRS無線網絡完成對智能控制裝置的實時監控和節能調控。集中控制器對其下的燈桿采用無線ZigBee實現對單燈的開關控制分組控制，亮度調節，狀態反饋。

③單燈控制器。實現道路控制點的自動采集、智能控制和道路的單個調光控制

2 城市背街小巷LED路燈控制方案的應用

我們將此LED路燈控制方案應用于江蘇蘇州部分背街小巷的街燈改造，實際道路安裝環境如圖2所示。

圖2 街燈現場圖Fig.2 Scene of street lamp

1)測試。此次案例在進行改造之前，我們先進行了一系列室內模擬測試，模擬物體阻擋以及跳傳的情況下，委托友方公司進行測試。測試環境在地下車庫，ZigBee單燈控制器放置在視線范圍，距離地面高度約4.5 m，集中控制器放置在地面；當電源啟動時，ZigBee單燈控制器連接到集中控制器的ZigBee網絡；集中控制器向ZigBee單燈控制器發送命令以切換LED開關狀態；ZigBee單燈控制器對集中控制器進行應答；在每個距離發送控制命令，并得到確認。重復10次;控制故障率(CFR)被記錄，連接范圍定義為CFR 10%的距離(10個命令中有1個控制失敗)。現場接通wifi以及藍牙進行干擾，測試內容如表1所示。