工業園區路燈監控系統智能化改造*

余佳鑫，黃金福，王新軍

（日立樓宇技術（廣州）有限公司，廣州 510660）

0 引言

廣州某工業園區內公司為同屬一個集團下面的多家子公司，每家公司均有獨立辦公大樓和多個生產車間。在地理分布上，該工業園區屬于不同的片區，共用進出大門。園區的路燈已經使用7年左右，并且分為兩個片區，分別由兩個配電箱控制，兩個配電箱的距離為600 m左右。采用本地手動控制每個片區的路燈啟停，并且每個月到配電箱前讀取機械電表的讀數。在管理方式上，仍停留在本地操作的模式，存在較大的升級改造空間。

1 改造內容

在現有的照明燈系統基礎上，以智能樓宇綜合管理系統為平臺，通過加裝FMC-CN智能樓宇控制器、照度傳感器、路燈控制模塊、LORA無線通信模塊、智能電表、溫濕度傳感器、繼電器等設備，實現園區每個路燈的智能化監控。在控制方式上，保留檢修模式的本地手動控制，并且該模式和遠程手動/自動控制模式相互獨立，以方便調試和維修狀態測試，測試路燈的工作狀態；在數據監測方面，可實時采集和分析照度、溫濕度、電能、電壓、電流等參數，可根據一定的邏輯，控制路燈的啟停、判斷供電的質量和路燈的運行狀態。在特定的場景，可與消防、門禁等監控系統聯合動作。

2 系統方案總體設計

如圖1所示，整個系統分為3部分，即南面片區、北面片區和平臺監控。其中，南面片區和北面片區的配置基本一樣，主要實現電氣設備控制、數據采集、數據分析等功能。在路燈方面，采用亮度可調的LED燈，并內置路燈控制模塊、LORA無線通信模塊和移動物體檢測模塊。可根據當前的控制模式或遠程指令，自動調節LED燈的亮度和開關。平臺監控部分為智能樓宇綜合管理系統，位于云端，采用B/S架構[1]。本地監控中心的管理電腦和個人的移動設備，均可通過網絡便捷監控每盞路燈的工作狀態和查看能源的消耗情況。

圖1 系統方案總體設計圖

2.1 智能樓宇控制器

南北片區的核心處理設備為FMC-CN智能樓宇控制器，其結構如圖2所示。控制器可將照明相關的照度、電壓、電流等多種參數采集到32位微處理器中。微處理器通過智能算法，根據日歷表的時間和關聯系統的信息，自動實現路燈的亮度調節、順序啟停、故障檢測等功能，使工業園區的照明環境在無人值守的情況下，路燈能自動工作[2]。取消了安保人員每天到配電箱跟前，手動操作按鈕開關路燈的額外工作。

圖2 FMC-CN智能樓宇控制器內部結構示意圖

2.2 物聯網路燈

如圖3所示，在路燈的改造方面，引入路燈控制模塊，完成移動物體和周圍照度的檢測，并根據LORA無線通信模塊接收的命令，自動調整LED照明燈的亮度或開關[3]。這里的照度檢測模塊主要反饋路燈的工作狀態，以便智能樓宇綜合管理平臺進行綜合的分析和判斷。移動物體檢測模塊在覆蓋范圍上，與相鄰的路燈有一定空間的重疊，以免出現空白地帶。在檢測物體的大小上，會避免雨點、樹葉、冰雹等物體帶來的影響。

圖3 物聯網路燈結構示意圖

3 路燈管理機制

3.1 路燈控制

在BIVALE平臺，內置日歷管理模式，在特定的節假日和時段，根據人員的視覺特點，自動調整路燈的亮度[4]。例如，在國家節假日的午夜，除門崗附近的路燈外，其他路燈的亮度調整為10%。在亮燈時間段內，若某一路燈檢測到體積較大的移動對象，可根據移動對象的運動方向和速度，自動調亮對象周圍的路燈，如當前位置的路燈、反方向的一盞路燈和前進方向的兩盞路燈。移動對象離開后，延時一段時間，再調暗路燈[5]。在其他模式下，每一盞路燈都可按一定的規則管理。如在夜晚，接到人員入侵的突發消防報警，會把所有路燈調到最亮，直至該報警信號消除。

3.2 照度處理

早晚的開關燈時間，可根據照度的大小自動控制，避免手動操作時，忘記開關燈的現象。為了統一南北兩個片區的開關燈時間，在智能樓宇綜合管理平臺對兩個片區的照度傳感器數值進行統一處理，得出一個開關燈的時間。主要原因是，受建筑結構條件和相互距離的限制，每個片區的照度傳感器安裝的位置不一樣，檢測到的光照易受周圍建筑物的影響。另外，為濾除干擾信號的影響，如在夜晚，若單獨一個傳感器的照度變大，而另一個傳感器的照度變化不大，則認為某一個傳感器受到外部光照的影響或損壞。若為白天的陰暗天氣，檢測到兩個傳感器的照度均變小，小于開燈的閾值，并且持續一定的時間，再開啟照明燈。

3.3 能耗管理

園區有多個公司，在出入口、飯堂、車間等場所，存在共用的情況。在照明電費分攤方面，原先采用手動抄表，然后按一定比例分攤的方式計算金額。采用本系統后，可在每個月的某一天，如最后一天，在智能樓宇綜合管理平臺上自動統計這兩個電表及其他共用電表的月度用電量[6]。然后，按照設定的比例自動計算每家公司的分攤電量和費用，最后以郵件的方式分發給各家公司的相關人員。該方式較大地節省了人員抄表和計算分攤費用的時間。利用平臺的統計功能，可直觀地查看每個片區照明燈的月度、年度用電以及各個企業的費用分攤，為企業制定下一年度的能源預算提供數據基礎。

3.4 故障排查

本系統具有多種故障檢測手段，從多個角度定位故障的位置。在開關路燈時，按一定的時間間隔依次開關路燈。在配電箱的控制端，實時讀取電表的電流，檢測是否有路燈的電流超標或不足[7]。在路燈端，配置的照度檢測模塊可判斷當前路燈發出的亮度是否符合當前的設定值。在通信上，各個路燈均通過LORA無線模塊與配電箱的智能控制器通信，定期傳輸路燈的照度、運行時長、故障等信息[8]。若某盞路燈的運行時間將要達到其設定的使用壽命，智能樓宇綜合管理平臺會發布警報，讓管理人員提前采購，及時更換。

4 結束語

綜上所述，基于智能樓宇綜合管理平臺的智能化路燈監控系統，集成了路燈遠程控制、運行狀態監測、能耗管理、故障排查等功能，可以從根本上改變該工業園區的路燈管理和監控方式，使該工業園區的物業管理踏上信息化、精細化管理的道路。