智能路燈控制系統設計及應用

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摘要：分析智能路燈系統的方案設計，包括監控中心、遠程遙控、路燈網絡協調器的功能。提出智能路燈控制系統的方案設計，基于GSM/GPRS的智能路燈控制系統設計，以及系統設計的應用。

關鍵詞：智能路燈；遠程遙控；網絡協調

隨著節約型和可持續性發展社會建設進程的逐漸推進，對城市照明系統的性能要求和技能要求越來越高。傳統路燈管理和照明浪費比較大，使用壽命較短，難以進行遠程的操縱和查詢，需要消耗大量的人力、物力，人力成本和能源成本較高。智能路燈控制系統的設計與應用能夠解決傳統路燈控制存在的問題和不足[1-3]，提高路燈運營效率以及運營質量，促進智能化城市的建設，實現城市的可持續發展。本文針對智能路燈控制系統設計與應用的相關策略進行探究。

1智能路燈系統方案設計

1.1監控中心。監控中心是智能路燈系統的重要組成部分，主要起到的是監控城市路燈，分析和采集路燈網絡協調器和路由器采集的電流電壓聲音功率光信號等相關作用和功能（圖1）。監控中心可以為管理人員和工作人員提供表格和圖表，幫助管理人員做出正確恰當的決策，為后續路燈的正常運營提供有效的數據支持。監控中心收集到的數據可以嵌入到表格或者圖表當中，結合控制的具體要求做出相關決策，也可以在路燈網絡協調器中通過通信網絡相應的決策命令，一旦發現路燈系統運行異常，將會自動將報警的信號發送給處理中心進行處理，避免路燈運營的問題。1.2遠程遙控。智能控制系統應用與路燈系統當中能夠遠程遙控路燈的亮度、開關、時間等相關控制模式，實現聲控模式、光控模式、失控模式、壓控模式以及旁路模式的目的。在分站控制器當中下載開關燈時間表，并結合季節、經緯度以及不同的天氣情況進行時間控制，能夠實現路燈系統半夜與全夜燈的自動定時控制，極大地解放的人力。管理人員可以利用遠程遙控功能，結合具體的情況，針對某一終端或者多個終端進行分組分區開關控制，并結合天氣的變化和季節的改變進行壓控和光控。同時，工作人員也可以利用分站集中控制器對特殊時段條件和特殊天氣下的電壓進行及時的調整與控制，有效改變路燈的光照強度，實現光控的目的，這樣可以有效保護路燈系統，延長路燈系統的使用壽命，而且能夠大量節約能源資源，并根據路燈上的傳感器感應公路的車流量和行人的聲音速度，將相應的信息反饋給控制中心?？刂浦行目梢詫@些數據進行系統科學的分析，并結合分析的結果決定是否打開燈，適當調整照明的強度以及照明的數量[1]。1.3路燈網絡協調器。智能路燈控制系統當中路燈網絡協調器主要對整個區域網絡的配置和啟動負責，通過建立無線傳感器網絡并將相關收集到的信息轉發到監控中心，監控中心利用無線傳感器網絡可以發出指令傳遞給路燈終端，實現能源節約的功能。同時系統內部的處理器可以根據控制的要求自動做出決定，并通過無線傳感器網絡傳送給各種路燈，以節約能源，減少路燈系統能源資源的消耗，實現能源的合理分配。

2智能路燈控制系統設計應用

2.1智能路燈控制系統總體方案設計。根據系統設計的功能要求，確定了系統的設計方案。從路燈智能控制系統總體功能上看，可以劃分為六個功能模塊：（1）路燈相關控制功能模塊；（2）灑水抑塵模塊；(3)環境監測及顯示模塊；（4）遠程控制功能，主要用于路燈傳感器之間及路燈和控制中心之間的數據傳輸；（5）上位機界面監控系統模塊，要用于在監控中心對路燈工作狀態的監控；（6）便民充電模塊。根據系統的功能要求，構建了以三菱FX3U的PLC作為核心控制器智能路燈控制系統，控制系統的結構框圖如圖2所示。智能路燈控制系統的功能主要包括以下幾點。（1）定時任務可以根據天氣情況下發定時任務，定時控制開關燈、分時段調光等。例如陰天的情況可以提前開燈。（2）智能調光能夠根據檢測路段是否有車經過自動改變路燈亮度，還可以對來車數量和節能率進行統計，以達到節能效果。（3）環境檢測及顯示對PM2.5、地面濕度、溫度等數據進行實時監測，通過與PLC進行通信收集并儲存數據，利用LED顯示屏顯示實時環境參數。（4）云平臺通過工業互聯網平臺可以方便地實現設備的遠程互聯、遠程下載和遠程維護。遠程查看路燈的運行參數、狀態，幫助管理機構隨時查看；隨時查看和接收設備報警信息；可以遠程上傳、下載和調試PLC程序，不用去現場出差，降低差旅成本；可以保存和查看歷史數據，方便跟蹤設備的歷史運行狀態。在路燈控制節點選擇上，需要選擇安裝比較方便以及體積相對較小的路燈系統。然后，路燈節點的硬件選擇需要保證后續的維護相對比較便捷，而且有較強的可擴展性。另外，所選擇的路燈節點需要有著良好的穩定性和可靠性，保證硬件能夠適應不同環境的要求，可以有效適應濕度比較大以及溫度比較高的環境。路燈控制節點在軟件方面也需要保證軟件本身具有極強的可移植性，而且操作要能夠簡單便捷?？傊?，要求該系統具有足夠高的性價比，能夠滿足城市照明的客觀需求，控制方案的設計需要憑借ZigBee協議，將相關的操縱指令傳遞給道路的路燈節點。技術人員在智能路燈控制系統當中，為了實現路燈的管理和節能，還加入了振動傳感器，可以及時收集道路行人車流量的信息，調整路燈控制方案，保證路燈控制的效率。傳感器可以結合道路收集的信息進行判定分析以及處理，應用光強傳感器及時收集交通道路光線強度數據，并通過放大濾波等細節處理判定光照的強度。最后需要完成網絡的形成與組建，ZigBee網絡通過對交通道路當中部分路段的中心節點與對應路段的路燈節點聯網系統進行控制，可以實現整體計算機的聯網，做到遠程控制和集中控制。2.2基于GSM/GPRS的智能路燈控制系統設計。通過多種遠程通信方式可以實現對智能控制路燈的有效控制，利用GSM或者GPRS技術可以在電信系統當中實現智能控制路燈的遠程控制。GSM技術成本較低，利用率較高，相對來說系統自身的容量較大，而且具有抗感染性和保密性能的優勢，在遠程路燈控制系統中有十分廣泛的應用。GPRS技術能夠運用最短的時間實現高效速率的傳輸資源，使用效率非常高，可以在線實現數據的查詢與訪問，而且可以支持TCP/IP協議的運行。GPRS技術相對來說在需要較高時速傳輸要求以及數據量較小的情況下比較適合，智能路燈控制系統監控系統的分布始于網絡化，是完全開放的，可以向子控制點發送指令，以采集子控制點的電壓功率電流以及運行狀態等相關數據參數，并將收集到的信息內容反饋給監控中心，實現對智能路燈系統的可靠控制。

3結語

智能路燈控制系統的設計與應用可以有效節約傳統路燈系統運行所消耗的資源能源，提高智能路燈系統的運行效率，實現路燈的遠程控制，解放人力，降低人力成本，而且還可以為人們的生活提供便利，促進智能城市的建設，實現城市的可持續發展。

參考文獻

[1]張少夫.一種智能路燈照明控制系統的設計與實現[J].智能建筑與智慧城市,2018(06):85-86.

[2]戴明.一種智能無線路燈控制系統的設計[J].湖南郵電職業技術學院學報,2018,17(01):9-11+17.

[3]張晟昱,段金英.智能路燈控制系統設計[J].電子測試,2019(Z1):27-28+33.

作者:蔣明強 宗強 宋宇欽 余強國 單位:浙江歐銳杰照明科技有限公司