淺析智慧照明控制系統

李 露

（武漢職業技術學院 電子信息工程學院 湖北 武漢 430074）

1 引言

當前，智慧城市發展如火如荼，物聯網浪潮洶涌澎湃，應用物聯網技術打造“智慧城市”成為城市發展的新主題和新動力，而城市的文明也伴隨著照明技術的發展而突飛猛進，基于LED技術+物聯網技術所構建的照明物聯網如圖1所示是智慧城市的規模化物聯網應用的開端，如果隨處可見的路燈都裝上智能傳感器，連成一個智能傳感網絡，除了能實施按需的照明控制，更多的“智慧”必然應運而生。

圖1 照明物聯網

2 智慧照明系統框架

智慧照明系統是由信號采集、數據通訊、網絡傳輸、分析計算與決策支持等系統組成，能高效、及時、可靠地監控當地區域內照明設施的工作情況，對照明系統的運轉做出正確的分析，為決策者提供全面支持，使之做出正確決策，達到安全穩定運行的目的。

它采用集中式控制的監控方式提高了燈具控制的實時性，可以根據季節、氣候以及特殊節假日的需要，隨心所欲地控制任何一盞路燈的開關，既可提高亮燈的一致性，又可避免由于時控器走時不準或失控而造成的電能浪費，做到適時、適度照明。系統采用三層架構如圖2所示。

應用層：即系統監控中心。運用計算機系統構建數據庫、數據處理、控制、WEB服務。中心通過光纖以及2G/3G/4G網絡，實現對前端設備的控制，監控中心將現場情況、數據報表進行反應和顯示，以供用戶進行管理和決策，用戶還可通過Internet訪問監控中心系統軟件，進行遠程操作與控制。

通訊層：由移動、電信或聯通等運行商的光纖和無線網絡組成，實現前端設備與應用層的數據傳輸。

執行層：照明前端系統由集中控制器、單燈控制器和擴展設備組成，實現對路燈的控制、運行數據的采集、故障查詢等功能。

結合智慧城市物聯網生態圈，讓隨處可見的路燈，將城市照明，視頻監控，環境監控，交通監控等進行統一管理，成為城市智慧化的重要標志。所以它將具有以下特征：

（1）開放的終端

開放平臺，第三方傳感器可靈活集成開放通信模塊，跨廠家設備無障礙互通。

（2）開放的網關

網關集成開放無線通信協議，可無縫集成環境監測，停車感應，智能垃圾桶等第三方設備。并可內置輕量級計算容器，靈活加載照明策略。

（3）開放控制

SDN架構，便于合作伙伴根據客戶實際需求，開發差異化的照明控制管理應用，也可靈活集成智能交通，環境監控等，打造全聯接智慧城市。

圖2 智慧照明系統框架

3 智慧照明系統具體構成

3.1 LED智慧路燈系統

LED智慧路燈系統由智能調光LED路燈、智慧燈桿、控制平臺三部分組成。它可以遠程操作路燈的定時開關，能根據當地的經緯度，按照季節變化和每天日出、日落時間的不同，實現分時無級控制，實時自動對所有燈具進行遠程開關、調光控制，真正實現按需照明。如圖3所示。

圖3 LED智慧路燈系統

3.2 監控中心的組成

監控中心是整個系統運行的核心部分，由服務器、工作站、路由器和監控軟件等組成。服務器通過無線網絡（公網）將現場燈具設備的使用情況采集上來。監控中心的基本結構如下：

（1）服務端：監控中心通過服務器運行軟件平臺系統；

（2）客戶端：本系統軟件應用設計采用B/S架構，工作站不需要安裝客戶端軟件，通過瀏覽器實現；

（3）移動客戶端：（如筆記本、IPAD、智能手機等）可以通過以太網或Internet接入本系統；

（4）網絡接入：監控中心通過運營商的光纖接入，保障數據傳輸的高速穩定。

3.3 通訊系統的設計

系統通訊部分組成如下：

（1）監控中心采用光纖接入，配置固定IP地址實現無線通訊；

（2）集中控制器與監控中心采用2G/3G/4G等無線通信方式；

（3）集中控制器與其他擴展設備可采用內置的RS485以及以太網接口等進行通訊；

（4）集中控制器同終端設備通過電力載波進行遠程控制、調光和數據采集。

3.4 系統軟件設計

系統軟件以大數據、云平臺為設計基礎，在此基礎上采用B/S架構的系統商業級企業應用軟件，并且采用模塊化結構。該系統主要應用于智能照明，實現遠程監控，是為城市亮化照明的管理和維護工作量身定做的一套智能監控和管理軟件，它集通訊、信息管理、電氣組態控制為一體。

（1）支持多國語言系統

云平臺系統設計的時候對于語言采用獨立語言包的方式，只需要導入不同的語言包，就可以在登陸界面選擇不同的語言就可以完成多國語言的切換。

（2）支持2D/3D照明地理信息系統（GIS）

云平臺系統采用GIS地理信息技術可無縫接入google電子地圖，按照亮化照明設施的現場實際地理信息情況以及照明設施分布情況，建成一個實時的、可視化的地理信息服務平臺。將集中控制器、景觀燈、電纜地理位置、各回路布置、各監控點的實時動態信息等各種數據區域電子地圖上，并將收集到的信息錄入數據庫中，建立起完善的照明基礎設施的數據庫系統，實現亮化照明設施的數字化管理，并將信息采集起來進行集中管理、分析、查詢，為管理人員提供實時的可視化信息。

（3）支持設備按照經緯度定位、顯示功能

控制設備可以根據現場實際的經緯度進行錄入，在GIS地圖上可以根據錄入的經緯度自動放置。鼠標點擊設備后界面右下角可以顯示設備的經緯度。

（4）支持控制設備快速布局功能

它可以在GIS地圖上可以通過確定終端設備首尾兩個確認位置后，其他設備會自動進行等距分布，用戶可以通過鼠標移動分別對整條線路或者某個單燈進行位置調整。

（5）顯示燈具設備同線纜的隸屬關系

點擊任何一盞燈具，系統就可以顯示該燈具隸屬于那一條線纜，可以快速定位故障位置以及線纜的走向。

（6）日常任務快速設置功能及節假日模式自動切換功能

（7）系統報警功能

系統支持31種設備檢測報警功能。

（8）電參數查詢統計功能

可對任意時間段自動采集、統計、打印相關數據（如：用電量等）。

4 結語

在智慧照明的產業鏈日益發展的當下，智慧照明打造了“燈、網、云”物聯網，將照明的演變完成了一個質的飛躍，把光的價值發揮到極致，將智慧照明和智慧生活真正帶給千家萬戶，給我們的生活帶來了無限可能。