城市道路交通智能照明系统设计

城市道路交通智能照明系统设计

徐国峰颜晓巍

嘉兴市通明交通工程有限公司浙江314500

摘要：城市道路交通照明控制系统是重要的城市基础设施，它直接关系到城市居民的日常生活以及城市交通的安全性，所以政府部门要重视起城市道路交通智能照明控制系统的应用，合理控制城市道路交通智能照明系统。这样做一方面可以节约电能，减少电费成本，另一方面可通过自动化管理有效减少故障的发生，减少维修频率，节约维修成本。本文对城市道路交通智能照明系统设计进行了分析。

关键词：城市道路；智能照明；系统设计

1系统组成

城市道路交通智能照明系统组成包括服务器、集中器、控制器和终端照明设备。服务器是整个网络的最上层检测控制中心，也是人机交互接口，服务器与因特网连接。集中器在网络层级中起到连接纽带的作用，它向上通过DTU以GPRS无线方式接人因特网，实现与服务器的数据通信;向下以电力线载波方式与控制器通信。一个集中器可以同时连接多个控制器。控制器是系统的执行单元，它根据集中器发来的指令对终端照明设备实施控制，同时也采集必要的电气参数。末端照明设备包括亮度可调的LED灯以及灯控制器。

2控制器设计

控制器是末端灯光调节的执行机构，它以电力线载波的方式与集中器通信，接收集中器的操作指令，向灯控制器发送PWM信号，实现对灯光亮度的调节。单片机是控制器的核心单元，负责整个控制器的对外通信、运算、灯光控制及AD转换等。来自集中器的通信信号通过电源线，以电力线载波方式传送到控制器内部的电力线载波模块，电力线载波模块将通信信息解析后发送至单片机，电力线载波模块是控制器的一个透传模块，以RS232的方式与单片机交联。单片机解析出灯光控制指令(PWM波占空比)后，实时调整PWM波输出的占空比，灯光控制器根据占空比大小实时调整灯光的强弱。单片机还采集灯的实时电流.作为灯的工作情况判断依据。控制器设计上还预留了一些后期扩展的I/O端口。

3LED路灯控制系统的整体设计

节能环保型智能LED路灯控制系统的设计，是基于当前比较先进的无线传感技术，其主要是由三个部分组成，分别是监控中心、子网控制器和LED路灯的监控器。

3.1监控中心的设计

节能环保型智能LED路灯可以按照路段的日照情况、人员车辆的流量变化情况设计开关状态和照明时间，在保证街路照明的前提下，降低电能消耗，达到节能环保的目的。为此监控中心的功能是对LED路灯进行实时监控，收集LED路灯的开关状态、亮度、温度等数据信息，对上述数据信息进行远程访问，根据配置参数，进行远程发送命令控制LED路灯的照明状态。监控中心的实时监控功能要通过以下几个模块来得以实现，包括数据管理模块、数据库模块、主界面模块、通信管理模块和用户管理模块。数据管理模块对LED路灯的监控器数据、路灯系统运行状态的相关数据和其它各项配置数据进行应用和管理。数据库模块主要负责LED路灯控制系统中存储数据和进行各项操作，为其它各个模块功能的实施和数据分析提供依据。主界面模块为管理者提供对整个LED路灯的实时监控和管理，管理者可以根据城市街路的照明需求进行管理系统的设置和设施设备配置，以图形化的模式将各项数据直观而形象的展示。通信管理模块能够通过控制中心实现数据交换，保证数据的传输与通信，最终实现对LED路灯的运行状态进行控制。用户管理模块是LED路灯控制系统的管理中心，对用户权按不同方式进行设定与授权，严格控制对LED路灯运行控制系统的修改与登入，确保LED路灯控制系统的稳定和安全地运行。

3.2LED路灯监控器的设计

节能环保型智能LED路灯控制系统中的路灯监控器的核心是处理数据的单片机，监控中心将传感器收集到的路灯电流、电压、温度值，通过继电器控制LED路灯的运行状态，通过数据模块向子网控制器传送各类参数，LED路灯监控器接受子网控制器传送的实时监控命令，对LED路灯的开关状态、亮度调节、电流、电压和温度进行调控。

3.3LED路灯子网控制器的设计

节能环保型智能LED路灯控制系统中的子网控制器通过不同的联系方式，分别与监控中心和路灯监控器进行数据通信，下达监控中心的控制指令，同时将路灯监控器的实时监控情况进行反馈，实现对LED路灯的运行状态的有效管理。

4基于ZigBee的城市路灯控制系统

城市路灯照明控制系统主要是控制路灯、路灯调节器、路灯的灯杆、配电箱、中心连接器等设备。照明控制系统在运行时，要把路灯调节器和路灯灯杆结合，将路灯调节器和中心连接器相连接，使路灯灯杆和配电箱的位置相匹配，把路灯和其他设备按实际情况分组，设置好照明控制系统的控制方案等。照明控制系统除了对主动获取的信息和数据进行分析以外，还要定期检查每个设备的运行状态，检测设备的运行参数，并予以保存，便于日后的统计工作。城市路灯照明控制系统服务层里各种类型的服务器都安装在核心控制室内，用来组建控制系统的核心部分，也便于统一操作，信息收集后也可以统一处理；中心连接器是照明控制系统总网关和ZigBee子网的主要连接手段，上传数据时，用3G无线网络的方式上传数据，而下载数据时，则使用Zinebee近距离无线通信收集所检测到的数据，然后根据对数据的分析制订运行计划，将各运行指令分配到各个路灯，根据实际运行情况调整路灯，并将路灯的运行参数发送到中心连接器。中心连接器和配电箱是通过控制器直接控制的。控制器位于现场，其通过3G无线网络与核心控制室内的通信服务器相连。

结束语

随着相关科技的发展，人们在进行城市改造或新城规划时越来越多地重视城建的人性化、科学化和智能化，以及绿色环保、降低单位能耗等指标。其中，对城市道路交通照明的合理设计最直接地反映了一座城市的低碳、绿色和环保意识，代表了城市的形象。城市道路照明系统采用物联网、电力载波通信等技术，从监控中心到终端LED照明设备形成一套完备的智能管理系统，有效地实现对城市照明的智能化和科学化管理，是未来智慧型城市建设的新趋势。

参考文献：

[1]盛凯.基于ZigBee和GPRS技术的智能路灯控制系统研究[D].聊城大学,2015.

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[4]张堃.基于无线网络的智能路灯控制系统设计[D].吉林大学,2015.

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