智能控制型路燈的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用

隨著內(nèi)地城市和經(jīng)濟(jì)的快速成長，城市照明交通安全和燈飾美工工程也越來越遭到普遍重視，同時為了契合浪費(fèi)型、可繼續(xù)性成長社會的規(guī)范，發(fā)生了對路燈、燈飾工程監(jiān)管改造的需求。傳統(tǒng)路燈的照明和維護(hù)存在糜費(fèi)大，路燈運(yùn)用壽命短，遠(yuǎn)程操控、巡查不能監(jiān)控，人任務(wù)業(yè)量大，毛病維修反響效率低，統(tǒng)計(jì)查詢功用弱等景象。關(guān)于“全夜燈”照明構(gòu)成的糜費(fèi)和“半夜全滅或半滅燈”帶來的交通安全疑問，都是能夠完成智能維護(hù)的。故如何議決智能控制系統(tǒng)對路燈舉行迷信和智能的監(jiān)管，采用何種通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能控制器，運(yùn)用何種路燈控制方式都是值得重視和揣摩的。本文從智能控制型路燈完成的根本原理和優(yōu)勢著手，剖析了它應(yīng)具有的普通功用：遙控、遙測、遙信、遙監(jiān)、遙視、自動反應(yīng)、自動報(bào)警、統(tǒng)計(jì)、查詢和打印，同時議決通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制方式說明了智能路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用。

1 智能控制型路燈完成根本實(shí)際和優(yōu)勢

智能控制型路燈是運(yùn)用先進(jìn)的通訊手腕，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動控制技術(shù)、新型傳感技術(shù)與自動檢測技術(shù)等構(gòu)成的無線監(jiān)控系統(tǒng)，高速精確地對路途照明、城市燈飾工程、廣場照明、橋梁和隧道照明等系統(tǒng)舉行智能監(jiān)控，完成對遠(yuǎn)程路燈和電源施行遙控、遙測、搖監(jiān)、遙視、搖信等功用，便于明白路燈運(yùn)轉(zhuǎn)情況以及它的維修和保養(yǎng)，能提高路燈運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量和效率，為動力浪費(fèi)和發(fā)明浪費(fèi)型社會打下根本。路燈智能控制系一致般由控制中心主站、各點(diǎn)測控分站、通訊系統(tǒng)三大局部組成。主站首要由計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，擔(dān)任維護(hù)、控制整個系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，其兼容性和容量大小可靈敏配置；通訊普通采用無線或無線與有線相結(jié)合的方式，當(dāng)前無線技術(shù)有GSM 短信息網(wǎng)、GPRS數(shù)傳電臺、CDPD公共無線數(shù)據(jù)網(wǎng)，或使用單片機(jī)完成路燈控制器的TCP／IP協(xié)議（完成自己數(shù)據(jù)的高速傳輸和及時控制）等技術(shù)；而各分站點(diǎn)議決裝置單片機(jī)或新技術(shù)配備（如LONWORKS技術(shù)）構(gòu)成其控制器，從而抵達(dá)與主站通訊、接受命令、執(zhí)行開關(guān)、控制電壓、控制時間、反應(yīng)數(shù)據(jù)信息等功用。智能控制型路燈完成流程能夠是多種多樣，但無外乎都是：主站計(jì)算機(jī)控制中心+適宜的通訊手腕或方式+各分站集中智能控制器+路燈控制系統(tǒng)的方式，其普通完成原理如圖1所示。隨著科技和信息產(chǎn)業(yè)的成長，圖中任一個環(huán)節(jié)完成起來都能夠采用其他方式或辦法，在此不贅述。

針對傳統(tǒng)路燈運(yùn)用缺陷，采用智能控制型路燈的優(yōu)勢如下：

（1）浪費(fèi)電力資源和維護(hù)路燈。降低了“全夜燈”、“后夜燈”、電燈在后半夜的高電壓形態(tài)下任務(wù)的情況，這樣不只浪費(fèi)了電能資源，并且還維護(hù)了電燈，延伸了其運(yùn)用壽命。

（2）可施行遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)。智能控制路燈系統(tǒng)的采用將可對所有路燈舉行及時、全程全天候地監(jiān)控和維護(hù)，集中控制、監(jiān)視和檢驗(yàn)，大大降低了后期人力、物力、財(cái)力的投入，同時提高了巡查配備和路燈時的任務(wù)效率。

（3）及時反響和采取恰當(dāng)辦法保證低毛病率。由于能及時對分站配備和路燈舉行遠(yuǎn)程遙控、遙測和搖視，同時它們也可以自己議決報(bào)警系統(tǒng)將數(shù)據(jù)反應(yīng)給主站系統(tǒng)，這樣能及時發(fā)覺毛病和疑問，并聯(lián)絡(luò)工人點(diǎn)對點(diǎn)地舉行維修，防止逐站逐點(diǎn)巡查和發(fā)覺疑問、反響緩慢的情況。

（4）智能化、信息化、數(shù)據(jù)化水平高。由于主站和分站大量采用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，路燈的全體控制智能化、信息化水平相當(dāng)高，且從分站搜集、反應(yīng)給主站的數(shù)據(jù)量也較大，這為智能系統(tǒng)開發(fā)決策和優(yōu)化、維修和維護(hù)提供了根本。

2 智能控制型路燈完成根本功用

2．1 遠(yuǎn)程遙控功用

采用智能控制系統(tǒng)的路燈開關(guān)、亮度調(diào)理、時間控制等方式都能完成遠(yuǎn)程遙控，抵達(dá)時控方式、光控方式、壓控方式、聲控方式、旁路方式的目標(biāo)。下載開關(guān)燈時間表到分站控制器，依據(jù)經(jīng)緯度、時節(jié)、節(jié)假日及不一樣的天氣情況舉行的“時控”，可完成路燈全夜燈和半夜燈自動定時控制，維護(hù)人員可針對詳細(xì)的情況對某一個或多個終端隨時舉行開關(guān)控制（分組、分區(qū)、全市開關(guān)等方式）；還可依據(jù)時節(jié)和天氣的改動舉行的“光控”和“壓控”，議決分站集中控制器調(diào)理特殊天氣和時段條件下的電壓，從而完成路燈的光照強(qiáng)度的改動，抵達(dá)“光控”的目標(biāo)，這樣不只浪費(fèi)電能，并且也維護(hù)了路燈，延伸了它們的運(yùn)用壽命；還可依據(jù)路燈上的傳感器感應(yīng)公路上行車和行人的聲響、速度，將這些信息反應(yīng)給分站控制中心，由分站智能控制器決議能不能翻開燈，以及翻開燈的數(shù)目和光照強(qiáng)度。上述設(shè)計(jì)遙控方式，可依據(jù)詳細(xì)情況酌情思索選用。

2．2 遙測、遙信功用

議決分站集中控制器對區(qū)域內(nèi)路燈數(shù)據(jù)（照及時電壓、電流、接觸器形態(tài)、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、用電量等）的檢測和采集，再由無線或有限通訊手腕，將數(shù)據(jù)反應(yīng)給主站控制中心，進(jìn)而剖析各區(qū)域內(nèi)每盞路燈的任務(wù)情況，明白它們的實(shí)踐運(yùn)用功率，開關(guān)次數(shù)、照顧強(qiáng)度、亮燈率、浪費(fèi)電能資源等方面。

2．3 遙監(jiān)、遙視功用

關(guān)于現(xiàn)場檢測的數(shù)據(jù)和信息，議決網(wǎng)絡(luò)傳輸給控制中心，可由控制中心的計(jì)算機(jī)LCD舉行圖文顯示，如配上GIS和GPS的有關(guān)硬件和軟件，則可對這些數(shù)據(jù)和信息，舉行及時監(jiān)視和維護(hù)，真實(shí)意義上表現(xiàn)出維護(hù)無人化、系統(tǒng)服務(wù)高效化、反響維護(hù)高速化的特征。

2．4 自動檢測、反應(yīng)、報(bào)警功用

議決中心控制主站對分站集中控制器的命令，集中控制中心對區(qū)域內(nèi)各路燈舉行及時監(jiān)控和巡查，假設(shè)發(fā)覺異常情況，如在不該亮燈和熄燈的時分發(fā)作“時控”失靈毛病、電流和電壓超越上下限構(gòu)成“光控”失靈、尚有招致電燈不能正常任務(wù)的其他配備和控制器毛病等，就將這些數(shù)據(jù)議決通訊手腕反應(yīng)給中心控制主站，主站議決聲響報(bào)警來惹起留意，如有GIS天文信息系統(tǒng)，則能快速顯示出毛病點(diǎn)區(qū)域信息，再由中心職務(wù)人員或計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)自動聯(lián)絡(luò)有關(guān)維修人員，這樣不只大大提高檢測、巡查任務(wù)的效率，降低了人員任務(wù)強(qiáng)度，并且提高了整個路燈系統(tǒng)的反響機(jī)制和處置突發(fā)事情的才干。

2．5 統(tǒng)計(jì)、查詢和打印功用

智能控制系統(tǒng)中心能對采集反應(yīng)的及時數(shù)據(jù)和信息舉行存儲、統(tǒng)計(jì)和分類，以表格、曲線、直方圖等顯示出來，可依據(jù)年、月、日統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)舉行查詢，同時可議決本文打印出來作剖析和揣摩。還可配上有關(guān)維護(hù)軟件，對實(shí)測數(shù)據(jù)和信息舉行維護(hù)和分類，以便愈加直觀地明白全體路燈運(yùn)轉(zhuǎn)情況，如每月毛病類別分類統(tǒng)計(jì)，某區(qū)域內(nèi)路燈開關(guān)、繼續(xù)任務(wù)時間、亮燈率情況，電源點(diǎn)電量統(tǒng)計(jì)，電源過負(fù)荷毛病剖析情況，“時控和光控”條件下的電量浪費(fèi)情況等。

2．6 其他功用

可依據(jù)須要，舉行衛(wèi)星校時、信息存儲維護(hù)、終端配置維護(hù)等功用。

3 基于通訊網(wǎng)絡(luò)的智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與使用

無論是何種智能路燈控制系統(tǒng)，都須要舉行遠(yuǎn)程監(jiān)測和維護(hù)，這肯定須要通訊網(wǎng)絡(luò)，而通訊方式有許多種，如采用電信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、Internet、或其他網(wǎng)絡(luò)等。其中屬Internel．功用最強(qiáng)悍、速度和效率最快，它能夠議決各地域的分控制器或控制柜，嵌人計(jì)算機(jī)模塊，完成它們的TCP／IP協(xié)議，從而能夠使得分控制器能夠接受主控制中心的遠(yuǎn)程命令和維護(hù)，同時它也可以依據(jù)須要就信息數(shù)據(jù)給予中心及時的反應(yīng)，這種方式是值得倡議和推行的?，F(xiàn)引見幾種其他通訊方式的使用。

3．1 基于GSM／GPRS的智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與使用

智能控制型路燈的遠(yuǎn)程通訊辦法許多，采用電信系統(tǒng)中的GSM（Global System for Mobile Communieation，全球挪動通訊系統(tǒng)）或GPRS（General Packet RadioService，通用分組無線業(yè)務(wù)）網(wǎng)絡(luò)來完成智能控制路燈的遠(yuǎn)程維護(hù)和監(jiān)控，使用GSM的本錢低、頻譜使用率高、系統(tǒng)容量大、保密性好、抗攪擾才干強(qiáng)、自動遨游等優(yōu)點(diǎn)，直接把要發(fā)的信息加上目標(biāo)地址發(fā)送即可；而GPRS是在GSM系統(tǒng)的根本上使用分組交流技術(shù)樹立的，它在兼容GSM的同時能在網(wǎng)絡(luò)上傳輸高速數(shù)據(jù)，使用GPRS的資源使用率高、傳輸速度快、接入時間短、隨時在線訪問查詢、支持TCP／IP協(xié)議等優(yōu)點(diǎn)，故GPRS網(wǎng)絡(luò)特別適宜于頻發(fā)小數(shù)據(jù)量的及時傳輸，這正好契合智能控制路燈的遙控設(shè)計(jì)思緒。

路燈智能監(jiān)控系統(tǒng)是一個散布式、集散型、網(wǎng)絡(luò)化、全開放的監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控中心對全體路燈系統(tǒng)控制，向分控點(diǎn)發(fā)出命令，對分控點(diǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)形態(tài)、電流、電壓、電量等參數(shù)舉行采集，并將信息反應(yīng)給監(jiān)控中心，供顯示屏顯示、打印機(jī)打印及維護(hù)人員剖析處置，同時對分站內(nèi)路燈舉行開／關(guān)控制，如圖2所示。

隨著計(jì)算機(jī)嵌入式技術(shù)的成長，通常能夠使用GSM和GPRS的技術(shù)模塊嵌入到現(xiàn)場單片機(jī)控制器中，從而完成無線遠(yuǎn)程路燈的智能監(jiān)控和維護(hù)，為交通運(yùn)輸工程提供高速、在線、通明的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，如圖3所示。

3．2 基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與使用

ZigBee是IEEE 802．15．4協(xié)議的代名詞。依據(jù)這個協(xié)議規(guī)則的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通訊技術(shù)。其特征是近距離、低龐雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低本錢。首要適宜用于自動控制和遠(yuǎn)程控制范圍，能夠嵌入各種配備。簡而言之，ZigBee就是一種廉價(jià)的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。它是一個由可多到65 000個無線數(shù)傳模塊組成的一個無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺，在整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，每一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊之間能夠相互通訊，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離可依據(jù)須要從規(guī)范的75 m無限擴(kuò)展。

正是使用ZigBee網(wǎng)絡(luò)的特征，將其使用到智能路燈無線控制系統(tǒng)中，這使得在路燈維護(hù)中十分適宜運(yùn)用ZigBee技術(shù)。運(yùn)用ZigBee無線通訊，可完成如下功用：無線控制、信號傳遞、傳遞一些輔佐控制信號和監(jiān)視信號、高速巡檢、交通燈智能維護(hù)等。

4 基于控制方式的智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與使用

傳統(tǒng)的智能路燈控制普通采用：時問控制、光照控制等，這類控制普通是依據(jù)時節(jié)、氣候、時差等要素，由首要控制中心對某一區(qū)域內(nèi)的交通路燈舉行開關(guān)、時間、光照強(qiáng)度調(diào)控的方式。這類控制方式在特殊時段對交通熄燈、降低亮燈率、降低光照強(qiáng)度的做法，雖然浪費(fèi)了電資源，愈加經(jīng)濟(jì)，但是也為交通安全增添了隱患。

許多揣摩組織發(fā)覺，路燈一開端點(diǎn)亮?xí)r所需電壓大于等于額外電壓，在運(yùn)用固定現(xiàn)在僅須要較低一些的電壓任務(wù)即可；據(jù)揣摩，照亮堂度降低10％，人眼的感光度僅僅降低僅為1％；而路途在后半夜時，屬于用電低峰時期，電燈的實(shí)踐運(yùn)用電壓會漸漸長高．這不只加強(qiáng)了路燈的亮度、構(gòu)成電資源糜費(fèi)，并且縮減了電燈的運(yùn)用壽命。故基于上述觀念，出現(xiàn)了許多電壓控制的方式，即在特殊時段或依據(jù)詳細(xì)須要，議決各分控制器調(diào)控路燈的實(shí)踐運(yùn)用電壓，這有效地克制了上述缺陷。

如今出現(xiàn)了愈加智能、愈加節(jié)能、且同時也不降低交通安全的控制方式：“隨需而控”。將無線通訊技術(shù)、微機(jī)電MEMS系統(tǒng)和傳感技術(shù)融合到一同的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它議決裝置在路燈上的光學(xué)、聲學(xué)、電學(xué)、速度傳感器（多普勒探測器），或采用上述光學(xué)、聲學(xué)、電學(xué)、速度的探測器（監(jiān)控自然條件的亮度、路途行人和行車的聲響和速度、電燈的實(shí)踐運(yùn)用電壓和功率等），然后配上智能單片機(jī)或PLC控制器和無線通訊技術(shù)，完成對路燈的開關(guān)、亮度調(diào)理、電壓調(diào)理以及亮電燈率的控制。使用該智能路燈控制系統(tǒng)（見圖4），只需路上有人或車輛議決時路燈才點(diǎn)亮，且可依據(jù)行人和車輛議決的聲響、速度智能地翻開前面必須數(shù)目標(biāo)路燈，同時熄滅經(jīng)歷路段的路燈，在提高路燈使用率、浪費(fèi)電資源的同時，又滿足了在夜間行人、車輛出行時的路途照明，確保了交通安全。

5 結(jié) 語

（1）針對當(dāng)前路途照明系統(tǒng)中存在的疑問，剖析了智能控制型路燈完成的根本實(shí)際和其優(yōu)勢：浪費(fèi)電力資源和維護(hù)路燈；可施行遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)；及時反響和采取恰當(dāng)辦法保證低毛病率；智能化、信息化、數(shù)據(jù)化水平高。

（2）議決系統(tǒng)揣摩發(fā)覺，智能控制型路燈普通應(yīng)該具有遙控、遙測、遙信、遙監(jiān)、遙視、自動反應(yīng)、自動報(bào)警、統(tǒng)計(jì)、查詢和打印的功用。

（3）從通訊網(wǎng)絡(luò)和控制方式的角度，剖析了智能路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，為下一步智能系統(tǒng)的施行和采用打下根本。