張鐵軍

摘 要：進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市發(fā)展實(shí)現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的巨大進(jìn)步。傳統(tǒng)路燈照明控制系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代城市照明工作的需要，迫切需要一種新型控制系統(tǒng)進(jìn)行替代。文章圍繞現(xiàn)代城市智能路燈控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，闡述了實(shí)施智能路燈控制系統(tǒng)的重要意義，分析了當(dāng)前我國(guó)路燈照明控制系統(tǒng)存在的問題，最后對(duì)智能路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了詳細(xì)說明。

關(guān)鍵詞：城市照明；遠(yuǎn)程控制；無線通信；模塊化；節(jié)能減排

引言

照明系統(tǒng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成之一，照明系統(tǒng)的好壞直接反映了城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和建設(shè)質(zhì)量的高低，甚至也是城市文明的重要載體。當(dāng)前，我國(guó)城市化建設(shè)進(jìn)程逐步加快，城市夜間活動(dòng)日趨繁榮，夜間道路交通量很大，給城市道路照明工作提出了更高的要求。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平生活質(zhì)量越來越高的同時(shí)，人們對(duì)于城市道路照明的觀點(diǎn)也隨之發(fā)生改變，在原有照明的基礎(chǔ)上，增加了城市美化的新需求，有的地方還把道路照明工程作為當(dāng)?shù)亓咙c(diǎn)工程來進(jìn)行建設(shè)，可以說，道路照明工程已經(jīng)從原有的道路通行視野條件保障的功能外，更增加了展現(xiàn)城市文明的人文元素。此外，隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，道路照明面臨著低碳節(jié)能、綠色環(huán)保的新要求。如何提高城市路燈照明質(zhì)量，使其與新時(shí)期城市發(fā)展的要求相符合，已經(jīng)成為各級(jí)政府以及市政管理部門深入研究的重要課題。

1 現(xiàn)代城市實(shí)施智能路燈控制系統(tǒng)建設(shè)重要意義

路燈照明工程在城市規(guī)劃和建設(shè)中發(fā)揮的作用日趨明顯，建設(shè)要求越來越高，資源投入越來越大，在改善城市照明條件和通行環(huán)境的同時(shí)，其規(guī)模龐大的規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)維管理工作給城市市政管理部門帶來很大壓力。傳統(tǒng)路燈照明控制系統(tǒng)適應(yīng)能力不強(qiáng)，缺乏自我調(diào)整機(jī)制。我國(guó)國(guó)土面積廣大，各地區(qū)經(jīng)濟(jì)、人文、交通和自然環(huán)境等條件差異顯著，路燈照明控制系統(tǒng)面臨的困難和需要解決的問題各不相同。傳統(tǒng)的路燈照明控制方式難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的工作條件，工作質(zhì)量不高，不僅影響了道路照明工作的正常順利開展，其運(yùn)行維護(hù)和修理的成本也較高，對(duì)于我國(guó)普遍緊張的市政財(cái)政壓力很大，不利于城市的健康發(fā)展。當(dāng)前我國(guó)許多中小城市路燈照明依然使用鐘控、光控或人工控制等老式控制方式，自動(dòng)化水平較低。當(dāng)氣候、季節(jié)發(fā)生變化時(shí)，控制系統(tǒng)難以及時(shí)跟進(jìn)調(diào)整開關(guān)時(shí)間，造成一定程度的資源浪費(fèi)。傳統(tǒng)照明控制方法缺乏系統(tǒng)自檢功能，路燈設(shè)備發(fā)生故障后不能立即發(fā)現(xiàn)，致使維修工作受到拖延。此外，傳統(tǒng)路燈使用的電力載波有限傳輸方式傳輸范圍有限，只能在同一個(gè)配電變壓器區(qū)間內(nèi)傳輸，且造價(jià)昂貴、檢修困難，在進(jìn)行檢修時(shí)還要臨時(shí)中斷信息傳輸，使用起來非常不變。針對(duì)上述問題，智能路燈控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。該系統(tǒng)涵蓋無線通訊、自動(dòng)化控制和監(jiān)控組網(wǎng)等多種先進(jìn)技術(shù)，可以對(duì)路燈實(shí)施高效精準(zhǔn)的控制，相對(duì)于傳統(tǒng)路燈控制方式，其靈活性、實(shí)時(shí)性和可靠性大為提升，對(duì)于迅速提升城市路燈照明系統(tǒng)控制水平和工作質(zhì)量，滿足快節(jié)奏、高要求的城市建設(shè)發(fā)展需要有著極為顯著的促進(jìn)作用。

2 我國(guó)城市照明控制系統(tǒng)存在的主要問題

當(dāng)前我國(guó)城市照明控制系統(tǒng)存在的問題主要包括以下兩個(gè)方面：

（1）控制精度有待提高。我國(guó)路燈照明控制系統(tǒng)中多數(shù)只具有路燈系統(tǒng)整體開啟和關(guān)閉的控制功能，部分具有回路功能，缺乏對(duì)路燈的單體控制和精細(xì)控制。隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，政府和社會(huì)各界都對(duì)城市照明工程提出了節(jié)能要求?！熬G色照明”已經(jīng)成為現(xiàn)代城市照明工作的重要發(fā)展方向和總體要求。我國(guó)路燈工程在這方面取得了一定發(fā)展，但距離現(xiàn)代化城市要求還存在很大差距。許多路燈節(jié)能設(shè)備技術(shù)水平不高，存在占用空間大、控制線路長(zhǎng)、設(shè)備繁瑣等問題，實(shí)際節(jié)能效果也不夠理想。

（2）因盜損失嚴(yán)重，缺乏行之有效的管理防范措施?，F(xiàn)代社會(huì)，城市基礎(chǔ)設(shè)施分布廣泛，路燈作為城市基礎(chǔ)設(shè)施中的重要組成，遍布于城市各個(gè)角落，給安全管理帶來很大困難。少數(shù)不法份子利用路燈安全防護(hù)力量薄弱的情況，頻繁盜竊城市照明設(shè)施，不僅給國(guó)家?guī)韲?yán)重經(jīng)濟(jì)損失，更給城市交通安全造成嚴(yán)重威脅。盡管相關(guān)部門不斷加大防范力度，制定實(shí)施懲罰措施，但取得的效果卻并不理想。

3 智能路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)

3.1 在系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)方面

智能路燈控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)兩方面功能：一是終端控制管理功能，由主控管理、電源管理、參數(shù)采集、無線通信、存儲(chǔ)管理、延時(shí)斷電、時(shí)鐘管理、控制器以及程序管理等子系統(tǒng)組成。二是遠(yuǎn)程管理功能，由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、路燈狀態(tài)控制、時(shí)間表設(shè)置、報(bào)警管理、防盜管理、數(shù)據(jù)顯示管理、時(shí)間同步管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、無線通信、數(shù)據(jù)查詢以及報(bào)表打印等子系統(tǒng)組成。

3.2 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面

3.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

智能路燈控制系統(tǒng)堅(jiān)持模塊化設(shè)計(jì)思路，開放性高，系統(tǒng)更加便于維護(hù)、維修。按照功能劃分，智能路燈控制系統(tǒng)分為監(jiān)控中心，集中控制器和終端控制器三個(gè)部分。每個(gè)部分各自獨(dú)立又緊密聯(lián)系，協(xié)調(diào)運(yùn)作，共同實(shí)現(xiàn)智能路燈控制系統(tǒng)相關(guān)功能。終端控制器即單燈控制器，負(fù)責(zé)將每盞路燈的信息數(shù)據(jù)發(fā)送給集中控制器，每個(gè)集中控制器負(fù)責(zé)多個(gè)單燈控制器的數(shù)據(jù)收集工作，并將收集到的信息發(fā)送給監(jiān)控中心。各集中控制器和單燈控制器通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。需要注意的是，在多個(gè)集中控制器中，只有一個(gè)能與監(jiān)控中心傳遞信息，這個(gè)集中控制器稱之為主協(xié)調(diào)器。其它集中控制器的數(shù)據(jù)需要先傳輸給主協(xié)調(diào)器后再上傳給監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控中心是控制網(wǎng)絡(luò)的中心，操作人員使用配套的軟件對(duì)路燈實(shí)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3.2.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

（1）終端控制器。終端控制器也使用模塊化的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊對(duì)應(yīng)一項(xiàng)功能，每項(xiàng)功能負(fù)責(zé)路燈某一方面的監(jiān)測(cè)控制工作，從而使得終端控制器也成為多項(xiàng)路燈監(jiān)控功能的高度集成化產(chǎn)品。這些功能包括電源控制、電能采集、時(shí)間管理、信息儲(chǔ)存、延時(shí)斷電、報(bào)警、無線通信、控制及數(shù)據(jù)反饋等。

（2）集中控制器。集中控制器使用Zigbee技術(shù)與其他集中控制器和終端組成網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳遞和匯總。每個(gè)集中控制器都是網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，彼此間通過具有唯一性的識(shí)別地址進(jìn)行識(shí)別。

（3）監(jiān)控中心。監(jiān)控中心采用專業(yè)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)整個(gè)路燈系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。通過軟件界面，工作人員可以很方便的監(jiān)測(cè)到每個(gè)路燈電壓、電流、電能、功率因數(shù)、位置信息等數(shù)據(jù)，當(dāng)路燈損壞時(shí)，監(jiān)控中心會(huì)收到警報(bào)，提醒工作人員進(jìn)行處理。

4 智能路燈控制系統(tǒng)的應(yīng)用特性

智能路燈控制系統(tǒng)自誕生以來，在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了飛速發(fā)展。相對(duì)于傳統(tǒng)路燈控制系統(tǒng)，智能路燈控制系統(tǒng)耗能更少，維護(hù)費(fèi)用更低，能夠在意外斷電情況下在一定時(shí)間內(nèi)維持光源，還具有安全可靠性高，便于擴(kuò)展等特點(diǎn)。智能路燈控制系統(tǒng)采用Zigbee組網(wǎng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)容量較大，適用性能佳，在許多種環(huán)境條件下都能夠發(fā)揮出較高的工作水平。一般常用于對(duì)節(jié)能效果要求高、布線難度大、無線傳輸安全性和靠性要求高、監(jiān)控網(wǎng)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)覆蓋率較多的場(chǎng)合。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)水平的不斷提高，路燈照明系統(tǒng)承擔(dān)的作用和功能隨之增加，需求范圍不斷擴(kuò)大，給路燈照明控制系統(tǒng)提出了更高的要求。智能路燈控制系統(tǒng)以其優(yōu)越的控制性能和安全性能、高水平的工作質(zhì)量以及在節(jié)能降耗方面的突出表現(xiàn)，對(duì)于環(huán)保壓力不斷加劇的現(xiàn)代社會(huì)有著極高的適用性。市政管理單位和相關(guān)企業(yè)要充分認(rèn)識(shí)到智能路燈控制系統(tǒng)的優(yōu)越性，加大力度，不斷開發(fā)智能路燈控制系統(tǒng)潛能，以適應(yīng)我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展的需要。

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