智慧照明管理系统中LED智能路灯的应用研究

智慧照明管理系统中LED智能路灯的应用研究

米娜

浙江简捷物联科技有限公司 浙江杭州 310012

摘要：道路照明在社会发展中发挥着重要作用，并且作为一种重要的公共资源，对人民的日常生活产生直接影响。传统的道路照明是用电供电的，照明是通过电网进行的，虽然广泛使用，但不仅消耗大量电力，而且容易受到电路的影响，更容易受到照明的损害，而且会造成不便在科学技术发展的背景下，LED照明技术已成为道路照明最广泛使用的照明工具之一，在绿色可持续发展概念的框架内，新能源照明为发展提供了新的机会。新能源led灯不仅有助于避免电力转换，提高照明系统的效率和灵活性，而且有助于拓宽道路照明系统的新发展道路，并在复杂环境中灵活应用。满足照明需求的复杂环境，例如照明不足、下雨、高原、严寒等。需要加强对新能源le d灯的分析和分析，并将其高质量应用于许多复杂的环境状况。

关键词：智慧照明管理；LED；智能路灯；应用

引言

随着近年来“访民情、惠民生、聚民心”工作的开展，为建设新农村扩大太阳能路灯系统，促进了le d路灯控制器行业的发展。但是，尽管太阳能灯照明系统的发展取得了良好成果，但也存在一些应用问题，包括:(1)太阳能灯分配相对分散，位置相对独立，无法集中控制；(2)没有业务数据记录，很难判断缺陷；3)白天充电、夜间放电、长时间故障排除、大量检查工作；(4)由于天气、环境和人的原因，太阳能LED灯可能不亮，故障后很难及时修理，需要多次进出现场，劳动力成本很高。

1.城市路灯的基本情况

随着城市道路和绿地的现代化，城市照明项目的建设有所增加，造成了一定程度的照明浪费。在一些城市，存在道路不通或没有灯光的情况，这在一定程度上影响了人们的行动，也存在很大的安全风险。作为城市基本照明项目，道路照明项目继续增加投资，其在城市建设中的份额继续增加。据国家统计局统计，中国城市道路总长度2019年为459 000公里，同比增长6.3%，对路灯的需求增加。根据节能、减排、绿色环保的概念，开发设计了灯控系统，利用硬件和软件协调控制，实现灯的智能开关，根据工作人员或车辆情况进行灯亮度调整尽可能执行相关的国家政策，实现节能减排，对灯具进行智能控制，最大限度地提高系统运行效率，降低维护成本。

2.城市智慧照明管理系统应用现状

2.1智能路灯得到广泛应用

伴随着快速城市化进程和电子工业的快速发展，城市道路照明系统也在不断发展。灯笼是夜间游览的主要工具。随着智能城市需求的增长，对智能控制和远程控制路灯的需求也在增加。当前路灯控制技术存在问题，时间太晚，灵活性不足，维护管理科学效率低下，维护成本高。国外各研究机构进行了研究，开发了监控多个邮箱的产品，但费用太高。以下是一些其他无线监控选项，提供了一定的价格优势和精度优势。发展高效、节能、智能照明系统是智能城市的目标，其目标是结合城市道路的现实，在城市内外建立一流的照明系统。物理网络操作技术是一种新的低功耗、宽范围、无中断的技术。结合高效、节能、紧凑的LED灯，为智能城市照明系统提供可靠的技术保护。在“十二五”统计中，新增城市照明路灯833，000座，经理约5万人。“提高城市照明信息化管理水平”成为《“十三五”城市绿色照明规划纲要》中的目标之一。

智能照明管理系统是我们时代基于信息技术和新方法的产物。城市基础设施的日益普及对城市照明提出了更高的要求，迄今为止的控制机制已不能满足当今的需要；城市照明设备由于早、晚照明等问题预计会出现大量的电力浪费。信息技术的普及促进了智能开发，从而建立了利用现代技术开发智能节能照明系统的智能照明管理系统。但智能照明管理系统的应用仍处于开发阶段，存在着未能充分利用该应用的问题，直接影响到科学绿色照明等目标的实现。LED背光智能路灯可促进路灯和景观照明的智能对准，同时提高社会、生态和经济效率，同时降低能耗。因此，LED智能路灯的使用对于城市照明的生态高效发展至关重要。

2.2智能路灯仍有不足

总体来看，伴随着智能城市建设和物理网络的快速增长，智能路灯为建设前景良好的城市带来了新的思路。随着我国人民生活水平的提高和能源需求的增加，我们为依赖能源的行业提供了更多的市场机会。但是，成本降低和技术改进等问题依然存在，电力消耗过高等问题需要进一步研究，智能路灯距离大规模落地应用仍有一段距离。

3.智慧照明管理系统及LED智能路灯的作用及优势

3.1智慧照明的作用

与公路工作地点商业化有关，对智能电线杆的需求也在增加。室外照明在后续开发中发挥着重要作用，它不仅是智能照明形式，而且是利用照明杆作为物理网络的交通工具，为实现多功能照明奠定基础，确保智能改善性能范围，满足区域发布信息、交通电导率、一般安全性等要求。在节能领域，智能照明管理系统可以与视觉特征相结合，科学调节能耗，提高照明舒适度。这样可以确保各区人民获得卓越的照明体验。智能灯泡是一种全面的智能基础架构，具有发现、监控、网络和照明等智能功能。实际上，该区域可以进行联合规划，提高整个资源池的效率，高效地解决构建该区域过程中成本高昂的问题，并支持在该区域实施智能信息服务。智能集成监控摄像头、多媒体信息屏幕、公共广播和环境信息采集设备，科学利用光控、计算机处理和信息技术等技术收集数据并将其传输到智能照明管理系统，同时保留传统灯具的功能。

3.2LED路灯的优势

led灯明显优于其他城市照明模式。(1)led灯使用定向辐射来减少扩散的负面影响。LED灯通常采用单LED芯片集成系统，所有芯片均采用二次光学设计，光线效率较高，光线可以直接到达路面，而不受其他干扰因素的影响。(2)LED灯稳定性高，流量稳定效果强。符合生产标准的LED灯的功率比远远高于传统的高压钠灯，在使用时不应配备稳定的电流装置，并且不受电压波动引起的光源不稳定的影响。(3)led灯光源的可见性指标(3)led led、高压钠灯的窄光谱和低可见性不利于驾驶安全。led灯比类似的灯颜色更丰富，不会使曝光范围内的对象发生颜色偏差。(4)LED灯(4)不会造成光污染，不会刺激人眼。(5)LED灯的生产原料对环境无害，传统照明装置的重金属成分使用标准以上，回收再利用效果低于led照明装置。(6)LED灯的较高亮度值(6)可能会改变原始灯的过度能耗问题。而且随着技术的进步，LED灯的使用寿命可达数万小时，提高了耐用性。(7)LED灯(7)非常环保，不含任何放射性物质，受电源电压影响较小，具有较高的发光性能和较强的渗透性。(8)LED灯不需要高压，电压更稳定，对环境影响较小，自燃爆炸等危险情况极少，安全性较高，LED灯比传统灯具有更大的优势，因此使用频率逐年增加。

4.智慧照明管理系统平台设计

4.1系统架构设计

智能城市led智能灯具系统主要包括现场智能控制单元和后台管理系统。传感器、数据处理单元和灯具控制单元集成到现场智能控制单元中。传感器收集环境特性，并根据系统配置实现智能灯泡打开和关闭。灯具控制单元通过有线或无线方式将灯具的当前状态发送到后台管理系统。智能灯具系统的图形显示页面显示灯具的工作状态。后台管理系统采用数据库服务技术、计算机技术和页面显示技术，将收到的灯数据存储在数据库中，可以通过系统调用使用数据库，以数据报告、图表等形式在系统页面上显示数据。后台管理系统设计包括管理员模式和普通用户模式。管理员权限包括工程管理、数据管理和帐户管理，以及工程设计、数据查询、历史查询、报告打印、用户登录等功能。普通用户具有一般权限，即工程创建、数据查询、历史查询、报告打印、用户登录等功能。后台管理系统支持同时联机连接多个帐户，只要灯位于局域网的同一段，就可以连接到系统以查看其工作状态。

4.2ZigBee/GPRS网关设计

本系统采用控制方之间的网格网络拓扑结构，结构自组织、自愈功能强大、可靠性高，灯具终端控制模块主要负责执行监控中心发出的指令，下载采集的灯具节点数据，选择最佳ZigBee/GPRS网关集成了协调员控制器和GPRS网关模块。ZigBee/GPRS网关是路灯终端控制模块与负责网络组织和网络管理的监控中心之间的通信中心。云平台与远程数据监控中心建立数据通信。系统监控管辖区的灯是否故障，检测到故障灯时，将故障信息(如其编号和故障代码)发送到手机监控/应用程序中心，以便及时有效地处理故障灯。

5.智慧照明管理系统平台设计

5.1蓄电池

电池位于新能源led灯照明系统的核心，是存储和释放能源的关键组件。电池可让照明系统在白天储存光能，并在晚上释放光能以完成照明。目前市场上常见的容量电池包括橡胶电池、锂电池以及铅酸电池，其中橡胶电池最为安全，技术也比较成熟。在科学和技术发展的背景下，储能锂电池的成本继续下降，成为应用新能源电路的主要方案。锂离子电池的优点和缺点更为明显:就优点而言，锂离子电池的能量和功率密度更高，重量更轻，体积更小，从而减少了安装难度和投入成本；至于缺点，锂离子电池不够安全稳定，不能在复杂的环境中使用，过高或过低的环境温度可能会影响电池的正常运行。因此，如果在严寒地区使用电池，可以使用深沉达到隔热防寒的目的。公司园区灯蓄电池选用专用橡胶电池，由4个12V/180Ah电池、2个和2根串联导线组成，总电压为24V。单杆灯电池功率应大于700Ah，全功率灯运行时间应大于50小时。与此同时，为内蒙古的高温环境选择聚丙烯材料保护箱，将其埋在1.3米深的坑中，在里面处理水，并加入厚度大于100mm的温度板，以满足抗完成后，需要在电池顶部填充绿色土壤，以避免破坏绿色植物。

5.2通信层

通信层的主要功能是执行控制层与云控制中心之间的数据通信，以实现LED智能灯笼的控制。通信层上行信道通常使用成熟的以太网、4G/5G网络。下游通道采用电力负荷技术、无线自分发技术、RS485串行技术等。其中电力线技术是指通过电力线方法传输数字信号和模拟信号，其优点是无需对网络进行改造即可最大限度地利用电力线资源。无线自分发技术是双向无线通信技术的一部分，支持以下三种类型的无线网络:结构、目录结构和新结构，与其他技术相比成本更低，数据传输速率更高，功耗更低。RS485技术的优势在于提高了韧性，拓宽了射程。但是，必须敷设附加的双绞导线，这使得网络维护和操作变得更加困难。相关人员可以根据实际情况选择相关技术。

5.3电路电源模块设计

启动系统并初始化程序后，确保系统处于日光加载模式。在这种情况下，电池会追踪太阳辐射。数字化仪模块使用PCF8951芯片实现光采集信号的有效采集，并使用模块转换模块将其传输到单片机。对接收到的信号进行处理和比较，以实现步进电机的转速控制。当太阳垂直于太阳面板时，引擎停止，并允许精确确定太阳的位置以跟踪太阳面板。

5.4智能太阳能LED恒流一体控制器的设计

结合电源指示灯智能节能照明系统的数据采集要求，设计智能阳光多功能LED控制器。智能太阳能LED均匀控制器开发了一个与RS485总线通信的数据输出端口，以简化数据采集模块的编写和读取，同时与其他类似协议的数据采集设备兼容。在控制回路中使用脉冲宽度模块(PWM)，这是一种预先确定的技术。半功率控制与LED照明需求相结合，再加上旧的时间控制，可长期控制半功率控制，使输出功率能够动态、智能地调节到电池功率。

5.5基础信息的功能设计

“基本信息”子菜单设置“设备管理”、“端点管理”和“本地管理”选项卡。1)设备管理功能主要用于在后台添加和删除设备，根据其控制器和信号浓度ID代码输入每个太阳光LED路灯，并根据参数差异进行更新和写入，以实现对太阳能LED灯的总体控制和对太阳能LED灯的单一控制。2)终端管理功能主要针对单信号集中器进行添加和设置，形成用于云智能照明的基于对象的智能太阳能电池LED灯平台的控制控件。3)本地管理功能是一项功能，它通过按设计位置或不同的设计编号对区域进行分类来简化维的管理。

5.6基于毫米波雷达的智能路灯应用

基于毫米波雷达的智能灯具设计广泛应用于小区、道路照明和高速照明等场景。装置可以根据场景有不同的照明策略。例如，如果灯泡附近没有目标，则低亮度照明可帮助确定行人方向和定位目标。当行人或车辆接近路灯时，灯将以最大功率照明，使行人能够清楚地看到道路状况，了解车辆的速度和方向，并确定与其他车辆的距离。智能路灯是城市中对象互联网的关键应用领域，其应用前景广阔，可适用于实现智能照明、智能交通和大型数据交互环境中的环境监测等功能。为文章设计的智能灯具将实现灯具的智能性和节能性，并可扩展到未来的其他应用前景。

5.7人工智能算法设计

人工智能在机器学习中占有重要地位，是从业人员重要的研究课题人工智能可以在药物研发、会话识别和物体检测等不同领域发挥作用。人工智能起源于人类的思维方式，在这种思维方式中，大脑利用神经系统和相应的电信号，通过外部环境刺激获得相应的输入信号并做出反应。在人工神经网络中，计算单元主要是人工神经元，可以使用效果方法准确描述不同神经元的连接方法。在实践中，您需要确保层正确连接。服务区使用的人工智能算法可以应用改进的Yolo算法，结合具体需要识别服务区内人员和车辆，实现排水和人员流动密度的统一，有效引导人员和车辆流动。在实际应用中，人工智能算法可以利用神经网络直接预测坐标，结合实际需要完成物体检测任务，进行有效处理。神经网络是物体检测过程的基础，工作人员可以通过神经网络优化物体检测性能。基于人工智能算法的检测过程比较简单，在实际工作中，只需将图像输入神经网络即可得到相应的检测结果。

6.智能LED路灯的发展

智能控制是智能照明的基础，智能照明是未来。智能照明和使用大型共享数据和系统模型整合资源可避免冗馀，并实现全面感知、协作、高效管理、智能控制、环保节能等目标。最后实现城市照明的可持续发展，达到更高的认识阶段。关于电源管理，管理层需要引入更高效的管理和节能解决方案。关于市政府，城市必须根据有效数据进行照明分析、控制和决策。城市网络建设是建设智能城市的重中之重。智能路灯是智能基础设施的重要组成部分。它集成到许多应用领域，包括b .城市照明、城市电网节点和城市电网节点。智能路灯作为智能城市的基础设施，为智能城市建设提供了更智能、更智能的技术，可实现全面的数据收集和提取，并为智能城市和顶级企业提供数据分析。智能灯笼的应用可以提供宝贵的数据，开发城市智能服务系统，为市町村和市民提供新的服务和新的模式，今后还可以创造巨大的储备。路灯的智能化改造是必不可少的。

结束语

目前，LED智能路灯的应用有三个主要领域:提供智能电源管理平台。安装集中式单LED控制器安装智能传感器设备，可在此基础上改进LED智能路灯的应用，从而实现按需照明，使照明管理更加智能化。此外，有关人员还必须不断关注新技术的发展，并在实际情况下不断发展，以便为智能照明管理系统创造新的机会，提高能效。智能照明管理系统只有随着时间的推移而发展，才会有效。

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