侯永剛

（敦化市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站，吉林延邊，133700）

社會經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提高，在人們生活的各個領(lǐng)域廣泛利用各種新型科技，在建設(shè)城市路燈智慧照明控制系統(tǒng)的過程中，需要靈活利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，進一步提高城市照明系統(tǒng)的工作效率，優(yōu)化城市照明管理工作的水平，實現(xiàn)照明系統(tǒng)節(jié)能減排的工作目標。

1 概述智慧城市照明和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

■1.1 智慧城市照明

在城市現(xiàn)代化發(fā)展過程中，不斷擴大城市發(fā)展規(guī)模，可以為社會發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，也因此形成智慧城市理念。智慧城市利用各種科學(xué)技術(shù)和科學(xué)設(shè)備，順利開展城市公共服務(wù)工作，推動城市健康發(fā)展。在智慧城市發(fā)展過程中，智慧城市照明屬于重要的一部分，路燈照明關(guān)系到人們的生活質(zhì)量。但是傳統(tǒng)城市照明管理工作還不夠完善，需要進一步解決存在的問題，落實管理工作，提高維護工作的效率，利用智慧照明系統(tǒng)，可以優(yōu)化管理工作的效果，促進城市健康穩(wěn)定的發(fā)展[1]。

■1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)屬于一種新型技術(shù)，可以促進城市建設(shè)發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)主要是聯(lián)系物與物，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，結(jié)合電子計算機技術(shù)和通信技術(shù)以及網(wǎng)路控制技術(shù)等，形成新型技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，利用智能系統(tǒng)可以連接這一網(wǎng)絡(luò)，突出了物聯(lián)網(wǎng)的兼容性。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中融合各種技術(shù)，可以高效收集和傳輸信息，并且具有豐富的接收終端。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國具有良好的發(fā)展形勢，利用物聯(lián)網(wǎng)兼容性優(yōu)勢，可以節(jié)省工作成本，顯著提升資源利用率和經(jīng)濟收益，進一步發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)，不斷提升生產(chǎn)力，有效提高我國的綜合國力。

2 研究城市路燈智慧照明控制系統(tǒng)

■2.1 系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施模塊

基礎(chǔ)設(shè)施模塊利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建城市路燈智慧照明控制系統(tǒng)，主要包括能源供應(yīng)系統(tǒng)和照明控制系統(tǒng)，以及通信系統(tǒng)等，可以優(yōu)化路燈功能。落實單燈可調(diào)控照明模式，利用傳感器管理照明的亮度和開關(guān)時間。傳感器可以搜集周邊環(huán)境的數(shù)據(jù)，根據(jù)實際情況合理設(shè)置閥限，并且利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自主管控路燈照明系統(tǒng)，合理調(diào)節(jié)路燈開關(guān)和照明。針對傳統(tǒng)的路燈照明系統(tǒng)，只是可以實現(xiàn)開關(guān)功能，無法調(diào)整控制照明功率。利用城市路燈智慧照明控制系統(tǒng)，可以完善傳統(tǒng)路燈照明系統(tǒng)。例如，在早晨天剛亮的時候，可以降低路燈照明功率，這就需要利用城市路燈智慧照明控制系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計程序調(diào)控路燈照明度，利用單燈控制方案，統(tǒng)一控制所有的路燈，并且可以調(diào)節(jié)某個路燈的亮度，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標[2]。

■2.2 可實現(xiàn)的功能

城市路燈智慧照明控制系統(tǒng)具有顯著的優(yōu)越性，一方面可以保障路燈照明效果，在照明階段，可以根據(jù)設(shè)定的程序合理控制照明亮度，不僅可以保障照明效果，還可以高效利用資源，避免浪費電力資源。另一方面利用單燈管理模式，可以在每個燈具中落實城市照明設(shè)施管理工作，管理人員可以根據(jù)燈具照明情況實時監(jiān)督管控故障問題，創(chuàng)新人工操作模式，高效的利用資源，同時可以為后續(xù)維護工作提供便利。此外在智慧照明系統(tǒng)中引入智能監(jiān)控系統(tǒng)，可以利用三遙管理技術(shù)，有效監(jiān)督和管控照明設(shè)施，并且可以收集統(tǒng)計各項數(shù)據(jù)信息，提供可靠性數(shù)據(jù)，實現(xiàn)城市路燈智能管控效果。最后利用路燈各種附加服務(wù)功能，可以多維拓展整個系統(tǒng)，因此設(shè)計人員需要不斷優(yōu)化設(shè)計思路。

3 設(shè)計城市路燈智慧照明控制系統(tǒng)方案

■3.1 系統(tǒng)功能需求

圖1 城市路燈智慧照明控制系統(tǒng)框架

智能控制路燈，首先需要有效控制路燈硬件平臺，其次是處理路徑軟件平臺，最后需要落實路燈調(diào)光算法。城市路燈智慧照明控制系統(tǒng)需要采集數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)需求，全面采集路燈環(huán)境數(shù)據(jù)，例如需要采集光照強度和實時電壓等信息數(shù)據(jù)。城市路燈智慧照明控制系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸過程中，需要向后臺管理系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)，主要是利用ZigBee 和GPRS傳輸數(shù)據(jù)，ZigBee 負責傳輸路燈節(jié)點和集中控制器的數(shù)據(jù)，GPRS 負責連接集中控制器和云服務(wù)器無線遠程網(wǎng)絡(luò)，云服務(wù)器利用TCP/IP 協(xié)議向后臺發(fā)送數(shù)據(jù)。完成環(huán)境數(shù)據(jù)采集之后，系統(tǒng)需要根據(jù)調(diào)光分類模型，判斷路燈調(diào)光等級。在智慧路燈后臺管理系統(tǒng)中利用表格和曲線的形式顯示路燈環(huán)境數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)庫存儲各種歷史信息，為后續(xù)查詢工作提供便利。技術(shù)人員可以獨立控制每個路燈節(jié)點，結(jié)合特定算法，自動調(diào)節(jié)路燈的調(diào)光等級。如果路燈發(fā)生故障，可以利用警告窗口和響鈴等方式提醒工作人員及時處理故障。在百度地圖中可以定位顯示出每盞路燈的位置，這樣有利于及時明確故障路燈的地點，提高搶修維護的效率。技術(shù)人員可以通過數(shù)據(jù)庫查詢每盞路燈的狀態(tài)信息和故障信息等，方便技術(shù)人員隨時調(diào)閱相關(guān)信息。技術(shù)人員利用后臺管理系統(tǒng)，通過點擊調(diào)光按鈕，可以對于路燈調(diào)光系統(tǒng)進行改變。此外技術(shù)人員可以利用手機APP 確定路燈的實際情況，調(diào)節(jié)路燈的光亮[3]。

■3.2 城市路燈智慧照明控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

城市路燈智慧照明控制系統(tǒng)主要包括路燈節(jié)點控制器和集中控制器以及云服務(wù)器等部分，利用ZigBee 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)建立區(qū)域網(wǎng)，通過ZigBee 傳輸數(shù)據(jù)。集中控制器和云服務(wù)器通信需要利用GPRS。系統(tǒng)通信協(xié)議采用TCP/IP 協(xié)議，在每臺路燈燈桿中安裝節(jié)點控制器，負責控制有關(guān)路燈的各項信息，可以向集中控制器中發(fā)送采集到的信息，利用集中控制器可以有效控制不同的路燈節(jié)點控制器，同時利用GPRS 向云服務(wù)器上傳接收的數(shù)據(jù)，云服務(wù)器向后臺管理系統(tǒng)和手機APP 發(fā)送數(shù)據(jù)，后臺管理系統(tǒng)分析處理上傳的數(shù)據(jù)之后，可以在系統(tǒng)界面上顯示出數(shù)據(jù)處理結(jié)果，如果發(fā)現(xiàn)故障信息，系統(tǒng)可以自動提出警報，此外手機APP 也可以提醒管理人員，及時處理故障問題。

■3.3 系統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

ZigBee 組網(wǎng)通信過程中主要是利用網(wǎng)狀、星型以及樹狀網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，在每個ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中具有一個協(xié)調(diào)器，通過多個路由和終端組網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠距離傳輸?？梢詫⒁粋€路燈節(jié)點作為路由器，周圍的路燈節(jié)點作為終端，因此完成組網(wǎng)工作，最終實現(xiàn)多個路燈聯(lián)網(wǎng)[4]。

■3.4 城市路燈智慧照明控制系統(tǒng)的硬件配置

(1)路燈節(jié)點控制器

路燈節(jié)點控制器主要是采集路燈濕度和溫度以及光照等周邊環(huán)境數(shù)據(jù)，并且利用ZigBee 網(wǎng)絡(luò)向集中控制器上傳采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)，路燈節(jié)點控制器的芯片可以傳輸ZigBee 組網(wǎng)的數(shù)據(jù)。

(2)集中控制器

在城市路燈智慧照明控制系統(tǒng)中，集中控制器發(fā)揮著重要的作用，一方面可以向云服務(wù)器和后臺管理系統(tǒng)中上傳路燈節(jié)點數(shù)據(jù)，同時可以向路燈終端下發(fā)系統(tǒng)調(diào)光指令。集中控制器主要包括協(xié)調(diào)器和核心板等部分，利用局域網(wǎng)接受系統(tǒng)工作指令之后，實現(xiàn)節(jié)點管控，可以預(yù)先處理節(jié)點控制器和后臺管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)[5]。

4 結(jié)束語

利用物聯(lián)網(wǎng)的城市路燈智慧照明控制系統(tǒng)，可以保障居民夜間出行的便利性，同時可以實現(xiàn)城市照明系統(tǒng)節(jié)能減排的目標，促進城市健康發(fā)展。