淺析城市路燈智能照明控制系統研究

摘要：隨著社會不斷地發展與進步，城市化進程加快，路燈照明控制系統也逐漸向著智能化的方向發展。本文介紹了城市路燈照明智能系統的作用，分析了系統的設計以及實際應用，讓路燈在城市化基礎建設中作出更大貢獻，為人們提供良好的服務。

關鍵詞：城市路燈；路燈智能照明；智能照明控制系統

0.引言

自改革開放以來，我國經濟發生了重大的改變，人們的生活水平日益提高。而城市路燈作為城市生活中的基礎設施之一，應該認識到其中的重要性。隨著城鎮化進程的加快，傳統的人工控制模式已經很難適應如今時代發展的腳步。因此，要正確認識城市路燈照明系統的設計與實際應用，從而促進城市化發展。

1.城市路燈照明智能控制系統的作用

城市路燈照明系統的作用主要體現在三個方面:一是節能性。 由于考慮到燈具本身的光衰現象，設計使用初期路面照度肯定會有大量的余量，智能控制的路燈通過調光可以在滿足路面照度需求的前提下，降低線路功耗，節約能源，降低碳排放，同時還可以延長燈具壽命。二是便捷性，由于是智能化控制，可以通過遠程的實時監控，方便人們的管理。如果遇到故障時，也能通過即時的報警來安排快速的搶修，提高工作管理的效率，減少投入的資本。三是信息化與數據化的程度高，智能控制通過新的IoT技術對整個道路照明系統進行大數據分析，從收集信息到數據分析，提供優化的決策與服務。

2.城市路燈照明智能控制系統的設計分析

2.1硬件系統設計

硬件的設計系統主要是包括節點控制器、GPRS模塊、傳感器模塊、電源模塊。在節點控制器中較為常見的是利用GPRS通信與Zigbee技術所組成的數據傳輸，對傳感器與路燈進行信息的收集，并將數據信息傳遞給監控中心（路燈監控云平臺）。使用GPRS模板時，能夠利用移動運營商的網絡實現遠程的數據連接。而傳感器模塊的主要功能則是照度與運行狀態的監測兩個部分。對于照明的強度可以使用TSL2550，是一種數字式的信號采集芯片，在電路上結合兩個光電二極管與數據壓縮的轉換器，就可以提供一個大動態范圍內的光照度實時數據。

2.2軟件系統設計

針對城市路燈照明智能系統的控制，在設計完成主系統之后，要對模塊以及各項參數進行詳細的計算，正確的處理好系統中對網絡傳感器所進行的組網。在完成這些之后，對照明傳感器和運行傳感器進行相應的綁定，路由節點傳感器在經過處理后，通過Zigbee技術傳輸到協調器上，再利用GPRS傳遞到上位機上。上位機處理相關的數據信息，確保所有程序都能順利完成，從而實現正常的照明控制與監測。在整個照明系統設計的過程中，還需要燈具完成上級的命令，實行終末的狀態。而針對沒有正常運行的燈具，在發生故障時會發送警報，并且由技術人員進行檢查與維護，從而達到實時監控的目的。

3.城市路燈照明智能控制系統的實際應用

3.1系統組成的應用

在系統控制中是由主控系統和本地系統組成的，根據系統參與的范圍來決定資金的投入。通常情況下主控系統是有多臺計算機所組成的。兩臺主控機的信息收集利于更好的接受數據，當一臺系統進行等待狀態時，另一臺系統就可以直接進行操作。本地的控制系統是包括了配電柜、子站和電臺，要知道每一個本地的控制系統都是一個獨立的個體。例如當主控機與與本地控制系統可以通過無線傳播的方式進行信息通信，會受到基站覆蓋距離、網絡容量等因素的影響，出現延遲的現象。那么針對這方面的問題，想要有效的解決就可以通過主控機站來完成，將控制的范圍分成多個區域，通過互聯網，將主控機上的數據進行統一的收集與處理，這樣就能實現整個城市路燈照明智能控制系統化。

3.2功能模板的應用

對于功能模板的控制，在實際設計時要充分的考慮到各種因素，針對不同路段與電功率的合理配置，燈型以及節能方式的組合應用。當通信系統建設完成之后，根據不同區域對于照明的不同需求，制定出適合各個區域照明強度的的開關時刻表。然后通過通訊系統發生到

各個子站中，改寫成存儲器的形式，終末子站作為本地系統與主控機之間信息傳遞的關鍵所在，會將收集到的電流與電壓通過互聯網傳遞到每個主控系統中。計算機設備之間的相互聯系，是通過通訊模板的轉換進行數據信息的統計，將電源插座、串聯接口、發送指示燈等相

互連接。整個數據流的方向中，應該先由數據PC機平臺控制軟件向串行接口傳輸到通訊設備中，將接受到的信息用信息數據進行轉化。

4.安科瑞為路燈智能照明控制系統提供方案

4.1安科瑞智能照明監控系統采用分層分布式結構，即站控層，通訊層與間隔層； 如圖（1）所示：

圖（1）網絡拓撲圖

間隔設備層主要為：開關驅動器，這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣柜內，這些裝置均通過現場KNX總線組網通訊，實現數據現場采集。

網絡通訊層主要為：智能照明網關，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中控制，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。

站控管理層：設有高性能工業計算機、顯示器、UPS電源、打印機等設備。監控系統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。 以上開關模塊均采用KNX總線傳輸，一般都采用4根連線，接線簡單方便，傳輸距離可達1.2km。

4.2安科瑞智能照明系統組成

1.定時控制

通過時鐘管理器，實現整個系統的有關區域照明的定時和自動管理功能，實現公共通道、景觀照明、泛光照明、車庫照明定時控制。如百葉窗定時升降、集中供熱定時調節、節假日照明定時關閉、定時通知等。

2.場景控制

智能照明控制系統根據各個部門的需求，設定不同種類的場景模式，進行各種照明燈光的組合，達到美化工作環境的效果；結合人體感應傳感器，當人員離開時，關閉所有該會議室照明。

3.實時監控

中心控制室，配置一臺中控主機，所有照明控制設備，通過KNX網關，接入監控系統，操作管理人員，可以通過中控電腦，實時監視總線、區域、樓層、樓棟等照明狀態，并可根據需求進行控制調整。系統繪圖工具支持向量圖和多層頁面，圖形頁面縮放方便，切換簡單，支持DXF、WMF、BMP、JPG、ICON等圖形對象的嵌入、支持二維、三維圖元的繪制，增加可視化的空間效果。

4.報警處理

系統提供了警報處理能力，用戶可采用編程來完成不同的任務，當某種警報條件出現時應做什么，可由用戶自行確定。

5.事件通報 系統提供了事件通報功能，支持郵件通報、文本輸出以及事件驅動打印，可按照用戶預先設置的條件，觸發事件通報功能。

4.3設備選型

5.結束語

城市路燈照明控制系統是現代科技進行的結果，符合當今設計的發展趨勢。在對系統進行設計時，需要結合實際的情況，做好各個系統的研究，選擇合適的硬件與軟件，保障城市照明系統可以正常的運行。這樣才能提高城市路燈照明的科學化管理，實現節能環保，促進人們生活水平的提高。