牟朝贏

摘要：景觀燈是現(xiàn)代城市和風(fēng)景名勝區(qū)不可缺少的亮化風(fēng)景。在美化周邊環(huán)境的同時(shí)，如何能夠合理的掌控景觀燈的開關(guān)時(shí)間及時(shí)間校正，達(dá)到亮化與節(jié)能的最大優(yōu)化，一直是管理部門面臨的難題。針對(duì)以上問(wèn)題，智能景觀燈控制器系統(tǒng)通過(guò)對(duì)景觀燈工作參數(shù)的采集，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線控制，很方便的解決了以上問(wèn)題，同時(shí)也很大程度的降低了景觀燈的運(yùn)營(yíng)成本。

關(guān)鍵詞：Zigbee模塊；GPRS模塊；智能燈

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，景觀燈已成為了人們?nèi)粘Ｉ钪械囊坏懒聋愶L(fēng)景。景觀燈的構(gòu)成和分布也變得更加的復(fù)雜，由單純的道路和景區(qū)亮化，發(fā)展成建筑亮化、公共設(shè)施亮化，及各種廣告和店招等復(fù)雜亮化。由于分布比較雜散，多處于室外，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)景觀燈的靈活控制和實(shí)時(shí)監(jiān)控。

當(dāng)傳統(tǒng)的分散現(xiàn)場(chǎng)控制因天氣和冬夏時(shí)差因素，可能會(huì)導(dǎo)致景觀燈無(wú)法按需開關(guān)；當(dāng)景觀燈出現(xiàn)故障有可能不被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

智能景觀燈控制系統(tǒng)是一種基于Gprs和Zigbee遠(yuǎn)程無(wú)線自動(dòng)控制系統(tǒng)，不但能夠滿足合理的開關(guān)燈時(shí)間自動(dòng)控制，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控工作設(shè)備的工作參數(shù)，當(dāng)出現(xiàn)故障能夠及時(shí)報(bào)警，便于維護(hù)；也可以按照實(shí)際需求，進(jìn)行臨時(shí)遠(yuǎn)程操控。

智能景觀燈控制系統(tǒng)在管理上更加靈活便捷，將設(shè)備控制，設(shè)備運(yùn)行信息和管理部門有機(jī)的結(jié)合，為設(shè)備維護(hù)和管理提供一種更加高效先進(jìn)手段。

1 智能景觀燈控制器系統(tǒng)方案

基于GPRS的智能景觀燈控制系統(tǒng)通過(guò)internet，以GPRS數(shù)據(jù)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心和景觀燈控制器之間的實(shí)時(shí)操控和狀態(tài)監(jiān)控。監(jiān)控中心除了監(jiān)控景觀燈的運(yùn)行狀態(tài)和實(shí)時(shí)操控外，還可以對(duì)景觀燈控制器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，和亮化模式設(shè)定。

景觀燈控制器分為主控制器和子控制器，區(qū)域內(nèi)的一個(gè)主控制器與附近的子控制器通過(guò)Zigbee形成局域網(wǎng)絡(luò)。主控制器負(fù)責(zé)以GPRS方式同監(jiān)控中心通訊，將控制指令轉(zhuǎn)發(fā)到局域網(wǎng)絡(luò)中的子網(wǎng)絡(luò)；主控制器也將子控制器的狀態(tài)進(jìn)行上傳。這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有利于降低網(wǎng)絡(luò)通信費(fèi)用，并有效提高監(jiān)控中心的監(jiān)控?cái)?shù)量，減少通道占用。

景觀燈控制器采用ST公司32位ARM處理器做為主控芯片，該芯片功耗低，處理速度快，具備足夠的冗余量；外網(wǎng)接口豐富，能夠簡(jiǎn)化外圍電路，降低硬件成本。

GPRS模塊只有主控制模塊具有。收發(fā)GPRS數(shù)據(jù)，與監(jiān)控中心進(jìn)行通信。負(fù)責(zé)本區(qū)域內(nèi)所有子控制器與監(jiān)控中心之間的指令數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。

Zigbee模塊將本區(qū)域內(nèi)的一個(gè)主控制器和若干個(gè)子控制器組網(wǎng)，傳輸景觀燈的工作狀態(tài)和監(jiān)控中心下發(fā)的指令。

紅外人流量傳感器通過(guò)紅外光電技術(shù)，不斷累加計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入景觀燈照明區(qū)人的數(shù)量，作為開燈期間，關(guān)燈的一個(gè)判斷依據(jù)?？梢栽跓o(wú)人的情況，減少開燈的數(shù)量或者徹底關(guān)燈，以減少電能損耗。

環(huán)境光線傳感器感知周圍環(huán)境光線的亮暗，將輸出的電流線性變換為處理器識(shí)別的電壓。當(dāng)沒(méi)有到開燈時(shí)間，因天氣因素，導(dǎo)致光線過(guò)暗時(shí)，輔助調(diào)節(jié)開關(guān)燈時(shí)間。

處理器內(nèi)部集成的RTC模塊設(shè)置成鬧鐘模式，與紅外人流量傳感器和環(huán)境光線傳感器共同作為開關(guān)燈系統(tǒng)。

由用戶設(shè)定的開關(guān)燈時(shí)間段或者控制器內(nèi)部根據(jù)日出日落時(shí)間計(jì)算的時(shí)間段，不斷的被處理器設(shè)置為鬧鐘時(shí)間，進(jìn)行開燈時(shí)間定時(shí)。由于冬夏時(shí)間差別較大，控制器內(nèi)部也在每天根據(jù)日期不斷的自動(dòng)調(diào)整，完全解決了開關(guān)燈時(shí)間手動(dòng)調(diào)節(jié)的問(wèn)題。

開關(guān)燈時(shí)間段可以進(jìn)行多段設(shè)置，在人流量比較大的時(shí)間段，景觀燈全開；人流量相對(duì)較小的時(shí)間段，可以選擇部分開啟或者熄滅，也可以根據(jù)紅外人流量傳感器自動(dòng)控制?？刂破鬟€可以接收GPRS指令，實(shí)現(xiàn)臨時(shí)開關(guān)燈，以應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。

監(jiān)控中心還可以對(duì)景觀燈控制器進(jìn)行校時(shí)，以確保開關(guān)燈時(shí)間的準(zhǔn)確。

電壓電流采集模塊不斷對(duì)景觀燈的供電參數(shù)進(jìn)行分析比較，出現(xiàn)異常情況后，報(bào)警信息經(jīng)Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸至主控制器，由GPRS轉(zhuǎn)發(fā)到監(jiān)控中心。報(bào)警信息中包含準(zhǔn)確的地點(diǎn)數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)，有助于管理部門及時(shí)，準(zhǔn)確的處理問(wèn)題，避免了傳統(tǒng)的人工故障巡視所帶來(lái)的時(shí)間延遲。

2 控制器程序控制流程

控制器上電后，程序根據(jù)實(shí)時(shí)時(shí)鐘日期自動(dòng)計(jì)算當(dāng)天的日出日落時(shí)間，將開關(guān)燈時(shí)間存儲(chǔ)，并判斷當(dāng)前所處的時(shí)間段執(zhí)行開關(guān)燈。當(dāng)鬧鐘時(shí)間到后，自動(dòng)讀取下一開關(guān)燈時(shí)間，直到本日開關(guān)燈時(shí)間用完，重新計(jì)算下一日開關(guān)燈時(shí)間。該時(shí)間也可由用戶在監(jiān)控中心遠(yuǎn)程設(shè)定，程序?qū)⒏鶕?jù)設(shè)定日期自動(dòng)調(diào)節(jié)每日的開關(guān)時(shí)間，避免因季節(jié)變化而導(dǎo)致的開關(guān)燈時(shí)間的延遲或者提前。

處理器在不斷采集工作環(huán)境參數(shù)。電參數(shù)采集可以確保景觀燈正常工作，一旦出現(xiàn)異常將發(fā)送報(bào)警信息，使故障能夠及時(shí)得到解決。環(huán)境光線參數(shù)、人流量參數(shù)的引入，是為了能夠更好的解決照明效率，提高亮化質(zhì)量。

在運(yùn)行過(guò)程中，程序優(yōu)先執(zhí)行監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程開關(guān)燈操作。如果操作人員忘記當(dāng)前的開關(guān)操作，程序在下次鬧鐘時(shí)自動(dòng)結(jié)束操作人員的開關(guān)操作。

3 總結(jié)

經(jīng)實(shí)際系統(tǒng)使用證明，智能景觀燈控制系統(tǒng)能夠更好的滿足城市和景區(qū)亮化中分散的人工操控和維護(hù)等難題。數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，使工程的復(fù)雜性大大降低，更方便了管理部門的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)字化的維護(hù)與管理。