城市路灯照明智能控制系统的应用

城市路灯照明智能控制系统的应用

张剑

广东扬光照明科技有限公司523119

摘要：随着社会经济的发展，建设项目的资源不断增加，对于资源节能、环保的理念不断深入。因此，我国在各方面不断加强降低能耗建设。在照明统中，LED路灯具有节能、反应快、能耗低等优势，已经成为了光源选择的主要考虑对象。本文分析城市路灯照明智能控制的优势，从控制系统、采集前段、集控终端，分析LED路灯照明智能控制系统的应用。

关键词：LED；路灯；照明；智能系统；应用

智能控制是在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。智能控制系统是城市路灯照明的发展方向，有利于降低大规模路灯照明的管理难度，可实现准确控制，确保城市路灯照明的稳定性，从而体现智能控制系统的重要性。智能控制系统解决了城市路灯照明中的多项问题，提高了城市路灯照明的质量水平，改善了城市照明环境，提高路灯控制手段，实现智能化管理，根据客观需要，逐步实现路灯智能化管理控制是当前路灯管理控制发展的趋势。

一、城市路灯照明智能控制的优势

1、节能性

采用智能控制的路灯照明系统，能提高开关灯的可靠性，避免白天亮灯情况的出现。可以通过调光降低功率或隔盏亮灯的方式，节约电能，降低碳排放，实现即节能又能满足照明需求的路灯系统，同时也降低了路灯的损耗，使路灯的使用寿命更长。

2、更好的实现监控、方便管理

智能控制的路灯系统可以很好的实现远程监控，也方便了市政人员对路灯的维护与管理，通过智能系统和监控系统，可以很快掌握路灯的故障发生状况，并及时采取措施进行维修，这种集中的监控管理，极大的减少了人工巡查所需的资源投入和人工作业量，提高了管理工作效率。

3、智能化、信息化、数据化程度高

因为路灯照明的智能控制抛弃了传统的路灯控制系统，进而采用了先进的数字技术和网络技术，这都使路灯系统的数据化和信息化的程度，较以前更加先进，并且实行分站收集，它能够超大的数据量，及时有效的反馈给主站，这为智能系统开发决策和优化、维修和维护提供了基础。

二、LED路灯照明智能控制系统

1、控制系统

智慧照明控制系统由采集前端-（单灯控制器）、集控终端-（集中管理器）、监控中心-（监控管理软件）三部分组成。

控制系统主要是负责检查城市照明路灯的性能、质量，监督控制照明路灯的应用。由灯具和控制系统两部分组成。除了采用节能灯具外，用于全面监控城市路灯照明系统的运行状态。控制系统的核心是计算机。其中，一台用于正式智能控制，另一台待机备用，从而在电隔离的方式下确保信息在计算机中的稳定传输，保障信息在两台计算机之间的稳定流通。主控系统具有自动操作能力，可根据城市路灯照明的需求自动运行，同时，可在监控、监测的状态下提高智能控制系统的运行水平。

2、采集前段（单灯控制器）

单灯控制是在在区域控制的基础上，利用ZigBee、GPRS等无线物联网技术，感知任意一盏路灯的电参数，可对任意一盏路灯进行开关、调光、查询等。而单灯节点有自组网功能，最大支持组建65535个节点的超大型网络。智慧城市照明控制系统是基于单灯控制的精细化管理系统，能够以简洁的方式获得系统的各种有价值的运行数据，在为管理者决策提供依据的同时，系统以主动方式根据时间的变化自动调整光源的输出功率，并对老化的灯具进行检测，将老化严重的灯具置于安全运行模式之下，在灯具失效之前通知用户进行更换。单灯控制器能适配常规的电子镇流器和LED驱动电源，实现控制高压钠灯、LED路灯等。

3、集控终端（集中管理器）

集中管理器通过GPRS/3G/4G通讯技术将数据传输至公网，连接到服务器后，进行大数据处理与转化，可根据实际需要外接交流互感器，采集回路电流电压值。方便简单，易操作。可以实现集中控制器对监控中心的远程上报。功能每个灯控器和每条回路的数据报文内容包括控制状态、故障状态、亮灯方式、单灯电压、单灯电流、单灯功率、回路三相电压、回路三相电流、回路功率、以及用电情况等，具备防拆报警功能。

三、智能控制系统在LED路灯照明中的应用

1、本地控制系统功能

在设计本地的控制系统的时候，城市路灯照明系统的设计人员需要对多方面因素进行考虑，比如在对三项电功率和不同路段的路灯进行分配的时候，要考虑到不同型号的路灯的不同性能，它在节能方面的优点等，也就是要对于在本地控制系统的组成中，要结合不同的路灯优点和照明方式进行综合考虑，从而实现设计的最合理化。

想要有效的实现各个路灯组合的合理性，并且改善路灯组合照明的问题，可以通过在本地控制系统中添加触发器，并且要控制好触发器的数量，因为它的数量决定了路灯组合方式的数量，在进行控制器的添加的时候，要考虑的是控制器的加入也会增加路灯建设的成本费用。

在本地的控制系统中，各个子站是实现每个路灯的开关控制，它的工作流程是：在路灯控制系统建立起通信系统后，主控机根据路等在不同的季节、不同路段对于照明的不同需求等因素，合理的制定出一份路灯的开关控制时刻表，然后将各种信息输入进系统，在每个时间点实现，通过子站，实现对开关的控制，有效的节约电量，并能为人们提供照明服务。同时，照明系统的电流、电压等的数据，子站也会进行收集，然后传输给主控机，这种信息的传输流程，能偶有效提高了照明的智能化，同时对于提高照明系统的应急性能也有很好的作用，减少对故障的监测时间，对故障进行及时的维修。

2、通信控制模块

城市路灯照明通信控制的对象是通信系统，是基于“互联网+智慧照明”的概念，利用ZigBee、GPRS、WSN等先进的无线物联网技术、统一的B/S软件监控平台、结合GIS地理信息系统，在不改变灯具，不增加布线的情况下，可以远程控制LED路灯及各类景观路灯，具备开关、调光、监测、报警等单灯控制、回路控制以及情景照明控制功能，并能利用智能控制系统完善城市路灯照明中的通信环节。

城市路灯照明的各个通信模块承担着计算机、设备之间的传输信息，通信模块的组成部分相对较多，这是智能控制系统的重点，需要维持各个通信模块之间的协同作用。智能系统通信控制在城市路灯照明中的应用具体表现在以下3个方面：①通信控制中采用收、发共线的方法提供外接功能，保障外接通信的准确性，促使通信模块能直接连入计算机，再由通讯模块转化信息并成功发送；②规范调制控制器的标准，维持稳定的通信方式，保障整个通信系统能实现可靠的光、电隔离；③智能系统的通信控制可确保通信信号符合城市路灯照明系统的需求，将信号转化成与通信模块相符的信息，从而提高通信控制的稳定性。

结束语，综上所述，城市路灯照明中的智能控制系统发挥着重要的作用，可满足城市路灯照明的基本需求。智能照明将是智慧城市建设中的一大亮点，利用物联网技术助力建设照明系统的长效管理机制，进一步提高管理效率和照明质量，从而直接或间接提高社会效益、管理效益、经济效益和环保效益。

参考文献：

[1]何赛，陈小平.ZigBee技术在城市照明监控系统中的应用[J].计算机系统应用，2011（11）

[2]陈津萍.城市路灯照明智能控制系统的应用及研究［J］.黑龙江交通科技，2014（01）

[3]山东省枣庄市道路照明节能改造项目．广东昭信节能科技有限公司，2017（03）