智能照明控制系統設計

吳寧 尚坡利 高迪

（1蘭州工業學院電氣工程學院，甘肅 蘭州 730050；2蘭州石化職業技術學院電子電氣工程學院，甘肅 蘭州 730060）

0 概述

隨著計算機技術，控制技術及信息技術的發展，城市照明系統中的智能化程度越來越高。照明控制系統的質量不僅與人民的生活水平、交通秩序等方面息息相關，而且體現了城市能源綜合利用水平，反映了城市建設的整體規劃和現代化管理程度[1-2]。因此，設計一款符合現代城市要求的智能照明控制系統非常的必要。

1 設計方案

本設計以PLC作為控制單元，通過傳感器對聲音、光照、壓力、振動和紅外線等信息的采集，實現對外界環境變化的實時監測，并根據監測結果及時的對照明系統做出智能化管理及控制，同時通過網絡系統將管理數據上傳給中心控制臺，實現對相關系統的實時監控，對可能存在的隱患及時發現并快速定位處理，避免故障范圍的進一步擴大，最終有效實現對現代城市街道照明控制系統的智能化管理控制。

智能路燈控制系統首先通過光敏傳感器感應光照強度，根據外界光線強弱來控制路燈亮滅，而其余情況的判別則根據紅外傳感器、壓力傳感器、聲音傳感器和振動傳感器等傳感器共同檢測結果來對路燈進行控制，還補充設置了時間模式和季節模式，以期達到更好的控制效果。另外， 當某個裝置發生故障，系統能及時進行反饋和定位，提示報警，直至解除故障。其系統總體框圖如圖1所示。

2 硬件設計

2.1 控制系統

本設計采用西門子S7-200系列CPU226PLC，它具有體積小、性價比高、功能強、操作方便、程序設計簡單以及擴展性強等優點，相比單片機系統具有較強的抗干擾能力，更好的可擴展性、穩定性和可維護性[3-4]。

圖1 總體設計框圖

2.2 傳感器系統

2.2.1 Risym光敏電阻傳感器

Risym型光敏傳感器自帶繼電器，可直接控制交流或直流負載。該傳感器的工作電壓可分為直流5V，12V，24V三種，可根據實際情況自行選定工作電壓，工作環境介于-30～+70℃，它靈敏度高，價格較低，體積小等優點，符合本次設計要求。

2.2.2 SL625型紅外傳感器

SL625是人體紅外感應傳感器，利用菲涅耳透鏡原理，增加探測距離，提高探測靈敏度。它的工作電壓是直流2.2～18V，工作溫度為-20～+85℃，感應距離為12m。它利用可重復觸發工作模式時，具有延時和封鎖時間功能。

2.2.3 JHBM-7型壓力傳感器

JHBM-7型壓力傳感器用于檢測行人經過時在地面產生的壓力，分布在人行道路主要位置的路面下。它的量程為10～200kg，靈敏度為1.5±0.2mv/V，工作時外部環境溫度為-20～+70℃，絕緣電阻≥ 2000 MΩ，具有密封性好，長期運行穩定等特點。

2.2.4 SW-420型振動傳感器

SW-420型傳感器是一種振動開關，它的主要作用是采集機械量，并轉換為成一定比例的電量，系統中用以判斷是否有車輛經過。其工作電壓為12V，環境溫度小于80℃即可，它的靈敏度高，抗干擾能力強，產品外觀由熱縮管封裝，防水、防潮性能良好。

2.2.5 XD-74聲音傳感器

XD-74型聲音傳感器主要用來檢測聲音的有無，對聲音的大小則不用考慮，這里主要用來檢測車輛以及行人所發出來的聲音。工作電壓為3.3V～5V，輸出為數字量，此聲音傳感器內部設有繼電器，當外界環境聲音強度與閾值比較發生變化時，輸出高、低電平傳送給PLC，控制系統相應動作。

2.3 通信系統

系統以有線傳輸為主，備有無線傳輸作為冗余通信方式，當路燈系統遇到故障時，將向中心控制臺反饋故障及定位信息，以便及時處理[5-6]。

3 軟件設計

根據區域內設備的數量及輸入輸出端口的控制要求進行I/O地址分配，對元器件進行硬件線路連接后，運用編程軟件進行軟件編程及調試。

4 結語

本設計綜合應用了PLC控制技術、傳感器技術等相關知識，系統的進行了硬件的設計、軟件的設計和仿真，完成了基于PLC的城市街道智能照明控制系統的設計，通過對所編程序進行仿真及調試，實現了系統的設計要求，滿足了相關功能。在今后的研究中將進一步利用相關技術提高其智能化程度。