張俊梅

摘要：針對(duì)城市道路照明，在簡(jiǎn)述照明控制現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)城市路燈智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、應(yīng)用與未來發(fā)展進(jìn)行深入分析，旨在為系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用和充分發(fā)揮應(yīng)有作用效果提供可靠參考借鑒。

關(guān)鍵詞：城市路燈;照明控制;智能控制

引言：國(guó)家對(duì)城市化進(jìn)程的重視，一定程度上刺激城市的發(fā)展，有些照明系統(tǒng)的技術(shù)在不斷創(chuàng)新，也重視起監(jiān)督管理工作。但是，在實(shí)際的運(yùn)用過程中，仍然有問題的出現(xiàn)，沒有進(jìn)行合理的規(guī)劃，容易受到天氣和季節(jié)的影響，造成路燈建設(shè)的緩慢，人為造成的影響，線路出現(xiàn)問題等故障，都會(huì)嚴(yán)重影響照明的使用。而且現(xiàn)在人們生活質(zhì)量的提高，對(duì)路燈照明的需求越來越高。路燈的數(shù)量越來越多，資金的使用也會(huì)隨之增多，維修人員增多，成本不斷增加。因此，使用單燈控制系統(tǒng)幫助進(jìn)行分析，在進(jìn)行維修的過程中會(huì)更加的方便，幫助照明系統(tǒng)的有效使用。

1道路照明智能控制系統(tǒng)應(yīng)用的意義

1.1簡(jiǎn)化工作流程

對(duì)于智能化照明控制系統(tǒng)來說，其關(guān)鍵點(diǎn)便在于主站和子站的問題，所以需要在主站以及子站的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)于照明路燈的整體控制。其實(shí)現(xiàn)的原理主要是指在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上將分站中所采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)有效集合起來，接下來便可以將其反饋至主站當(dāng)中，這在極大程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)于原有工作流程的簡(jiǎn)化，在提高智能化照明系統(tǒng)工作效率的同時(shí)為后續(xù)工作人員開展對(duì)于路燈的維修工作創(chuàng)造了良好的條件。

1.2提升監(jiān)控效率高

路燈在日常應(yīng)用的過程中離不開人工維修以及監(jiān)管工作，而智能化控制系統(tǒng)的應(yīng)用能夠高效達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)管的效果。這種智能化路燈設(shè)計(jì)能夠幫助相關(guān)工作人員實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地對(duì)路燈故障情況進(jìn)行監(jiān)控。這樣一來，維修人員便能夠第一時(shí)間明確路燈故障的實(shí)際情況并針對(duì)性地采取相應(yīng)的解決措施，與此同時(shí)，靈活應(yīng)用智能監(jiān)管系統(tǒng)可以高效減少對(duì)于人力的大量投入，對(duì)于提高維修人員的維修工作的質(zhì)量和效率有著重要意義?；诖?，工作人員應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化開展對(duì)于照明監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)，其具體功能包括以下幾部分內(nèi)容。該軟件包括登錄權(quán)限分級(jí)功能，在應(yīng)用手動(dòng)控制模式的過程中，可以采用單獨(dú)對(duì)每個(gè)路燈的開關(guān)進(jìn)行控制的方式，也能夠使用一鍵對(duì)群控路燈進(jìn)行控制。在應(yīng)用自動(dòng)控制模式的過程中，可以結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況在夜晚對(duì)路燈進(jìn)行自動(dòng)開啟和關(guān)閉。

1.3提高節(jié)能效果

道路照明智能控制系統(tǒng)的合理應(yīng)用能夠提升道路照明的節(jié)能效果。對(duì)于城市社區(qū)來說，在深夜的時(shí)候，其在部分時(shí)間沒有較高的照明要求，若是持續(xù)點(diǎn)亮路燈，便會(huì)導(dǎo)致大量電能資源被不必要的消耗。但若是采用智能控制系統(tǒng)便能夠根據(jù)居民日常的實(shí)際照明需求對(duì)照明情況進(jìn)行合理控制，這樣一來便能夠減少不必要的能源消耗情況，并增加道路照明系統(tǒng)的使用年限。

2城市路燈照明控制現(xiàn)狀

在過去的照明控制中，主要是對(duì)光的強(qiáng)度與分布實(shí)施控制，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能和舒適等基本目標(biāo)。對(duì)于照明控制的方法，截至目前共經(jīng)歷以下四個(gè)階段：第一階段為分組控制（回路控制），這是現(xiàn)在應(yīng)用最多的方法，采用線束的方式，使多個(gè)燈具處于同一回路，或處于不同的回路來控制，比如通過石英鐘實(shí)現(xiàn)半夜燈的隔盞亮;第二階段為區(qū)域控制，它的特點(diǎn)是按需供給，適用于大型公共區(qū)域，如停車、教室以及賓館，在分組控制回路中采用不同的傳感開關(guān)，當(dāng)使用率相對(duì)較低時(shí)，對(duì)某些回路進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo);第三階段為集中控制，目前我國(guó)部分地區(qū)的隧道與路燈控制都實(shí)現(xiàn)了集中控制，其最大的特點(diǎn)在于引入了數(shù)字通訊系統(tǒng)，比如PLC電力載波;第四階段為智能控制，如時(shí)下比較主流的智能家居和樓宇等，都屬于智能控制，其主要特點(diǎn)在于以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，比如NB-IOT、Lora、ZigBee、Wi-Fi、藍(lán)牙等。

路燈控制在控制領(lǐng)域?qū)儆谌率挛?，控制系統(tǒng)功能方面的需求正處不斷挖掘狀態(tài)，現(xiàn)在主要集中在節(jié)能和便捷兩個(gè)方面?，F(xiàn)階段已達(dá)成以下共識(shí)：①對(duì)于路燈控制，借助單燈、全體及分組等措施實(shí)現(xiàn)路燈遠(yuǎn)程開啟與關(guān)閉和調(diào)光的有效控制;②對(duì)于情景控制，對(duì)路燈的實(shí)際工作情景進(jìn)行自定義設(shè)置，并制定有效的控制策略，以達(dá)到無人值守目標(biāo);③在數(shù)據(jù)采集方面，對(duì)所有路燈實(shí)際工作狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，然后上傳到服務(wù)器當(dāng)中;④在路燈管理方面，對(duì)所有和路燈有關(guān)的反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行集中統(tǒng)計(jì)與分析，然后根據(jù)分析結(jié)果形成維護(hù)報(bào)警及相應(yīng)的數(shù)據(jù)報(bào)告，供維護(hù)人員隨時(shí)使用;⑤借助GIS系統(tǒng)，對(duì)路燈與其附屬設(shè)備進(jìn)行定時(shí)定位，以保證可操作性。除此之外，在和大量的客戶相接觸以后，很多客戶都會(huì)提出更高的要求，比如對(duì)配電箱的控制。

3路燈智能控制系統(tǒng)的構(gòu)成

3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1.1照明系統(tǒng)

城市道路照明智能控制實(shí)際上就是把相互的路燈采用控制器，匯集至接入層，與集中控制器相連;然后通過網(wǎng)絡(luò)匯入到主干網(wǎng)中，將實(shí)時(shí)信息傳輸至管理中線?？刂浦行臋C(jī)房對(duì)服務(wù)器進(jìn)行部署，采用軟件系統(tǒng)對(duì)所有相接的路燈進(jìn)行管理，包括開啟關(guān)閉、調(diào)光調(diào)色、故障診斷和能耗分析，同時(shí)對(duì)移動(dòng)終端施以靈活的管理控制。

3.1.2LED模組

LED模組共有兩種規(guī)格，其中，第一種是與CSA標(biāo)準(zhǔn)相符合的模組，可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)市場(chǎng)提出的要求，具有良好的互換性;第二種是與CQC標(biāo)準(zhǔn)相符合的模組，即光引擎模組，具有很高的效率，可滿足不同特殊場(chǎng)合提出的要求。

3.1.3系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

城市道路照明的智能控制系統(tǒng)主要由四部分組成，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、應(yīng)用層。系統(tǒng)的照明控制以PLC為主;在此基礎(chǔ)上按照燈桿的位置，對(duì)不同的智能感知設(shè)備予以融合，包括安防設(shè)備、多媒體顯示設(shè)備、城市環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備、RFID設(shè)備、應(yīng)急廣播設(shè)備。以此為智能燈網(wǎng)的形成提供良好管理服務(wù)。

3.1.4軟件開發(fā)

對(duì)于智能控制系統(tǒng)，其軟件部分即為控制平臺(tái)界面，在整個(gè)系統(tǒng)中保持統(tǒng)一，可對(duì)平臺(tái)上的每個(gè)功能模塊進(jìn)行管理與查詢，包括充電樁、安防信息與信息的顯示及發(fā)布系統(tǒng);具有很高的開放度，均可采用API接口與其它系統(tǒng)平臺(tái)之間實(shí)現(xiàn)融合，表現(xiàn)出極好的適應(yīng)能力。以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的路燈智能控制系統(tǒng)，能使路燈照明真正實(shí)現(xiàn)智能化。此外，建立一個(gè)支持?jǐn)U展且開放的整體構(gòu)架，和其它系統(tǒng)和管理平臺(tái)之間進(jìn)行互通互聯(lián)，能進(jìn)一步推動(dòng)智慧城市建設(shè)與發(fā)展。

3.2系統(tǒng)構(gòu)成

對(duì)路燈控制系統(tǒng)進(jìn)行分類，分為集散式和集中式。集散式的控制系統(tǒng)是利用集中管理的形式，進(jìn)行分散得控制，而集中式有明顯的不同，在控制方面只能進(jìn)行某一回路的控制，存在單一的特征。單燈的控制系統(tǒng)是在集中式的系統(tǒng)上進(jìn)行創(chuàng)新，可以突破空間的限制，對(duì)于光的包容性增加，通過對(duì)單個(gè)路燈的管理，可以隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整工作，借助在外部設(shè)立的傳感器，發(fā)揮智能的功效，幫助路燈的使用和管理?？梢詫⒂嘘P(guān)路燈的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，設(shè)立賬號(hào)進(jìn)行管理。最后將賬號(hào)根據(jù)地區(qū)進(jìn)行分配，這樣工作的管理就會(huì)更加的有序。單燈的控制系統(tǒng)可以借助網(wǎng)絡(luò)的形式，進(jìn)行信息的傳播，也可以在沒有任何設(shè)施的輔助作用下，進(jìn)行信息的中轉(zhuǎn)，減少勞動(dòng)力的使用。

4路燈智能控制的發(fā)展方向

通過以上分析可知，分組控制已無法滿足現(xiàn)階段城市建設(shè)與發(fā)展要求。總線制盡管有很高的控制精度，但因安全過于復(fù)雜袁需要很高的維護(hù)成本，所以無法滿足大規(guī)模應(yīng)用要求;以無線網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，因信號(hào)穩(wěn)定性有很大局限性，所以需要通信技術(shù)發(fā)展到一定程度以后才能真正用于工程實(shí)際。以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的單燈照明控制，不僅安裝十分簡(jiǎn)單，而且能保證信號(hào)傳輸可靠性，所以是現(xiàn)階段城市建設(shè)最適宜的控制方式。

傳統(tǒng)的分組控制模式已經(jīng)不能夠滿足智慧城市發(fā)展的需求;總線制的路燈控制模式雖然控制精度較高，但由于其安裝復(fù)雜、維護(hù)成本高，不適用于大規(guī)模應(yīng)用;基于無線WiFi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的路燈控制系統(tǒng)由于信號(hào)穩(wěn)定性的局限性，只能在通信技術(shù)進(jìn)一步拓展后方能推廣到工程應(yīng)用中;基于電力線通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)智能照明控制系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單，在保障了信號(hào)傳輸及解碼技術(shù)的可靠性后，較適用于當(dāng)前和未來智慧城市照明工程應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)照明控制系統(tǒng)燈具的亮度及色溫調(diào)節(jié)控制從某路段精細(xì)到某盞燈，實(shí)現(xiàn)路燈的精準(zhǔn)定位、狀態(tài)檢測(cè)與控制，確保在不降低城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、不影響設(shè)備光源正常使用的前提下，根據(jù)不同時(shí)間、地點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合，提供最合適的照明照度，實(shí)現(xiàn)“按需照明”才是未來城市道路照明控制的發(fā)展方向。道路照明的光照度及多色溫智能調(diào)節(jié)首先需要加強(qiáng)傳感器的研發(fā)配套，屆時(shí)不僅僅是普通的光照度傳感儀、溫濕度檢測(cè)儀、霧霾檢測(cè)儀、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通行車流量的雷達(dá)傳感器、超聲波傳感器、雨水傳感器等，都會(huì)進(jìn)入未來的物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)中，這些傳感器的信號(hào)傳輸都將匯集到道路照明控制終端上，實(shí)現(xiàn)不同路段每一個(gè)燈具實(shí)時(shí)的光亮度、多色溫調(diào)節(jié)的城市照明智慧控制平臺(tái)。

5智能照明單燈控制的應(yīng)用

在社會(huì)的發(fā)展促進(jìn)下，路燈的使用越來越多，不僅城市中路燈的使用，在農(nóng)村也有路燈的建設(shè)。因此，應(yīng)該努力加強(qiáng)路燈的使用，幫助其質(zhì)量的增強(qiáng)，將單燈控制系統(tǒng)運(yùn)用到路燈的建設(shè)中，可以對(duì)路燈進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)路燈存在的問題，另外，這種技術(shù)的使用可以對(duì)路燈進(jìn)行單獨(dú)的管理，這樣在維修的過程中，就會(huì)更加的迅速，由于路燈的分散性，管理起來是非常困難的，利用智能化的手段，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，通過數(shù)據(jù)的改變，解決問題，從整體上促進(jìn)路燈的建設(shè)，在進(jìn)行路燈建設(shè)的前期，應(yīng)該制定相關(guān)的預(yù)測(cè)方案，對(duì)各方面進(jìn)行全面的探析，預(yù)防突發(fā)事件的來臨，為智能的照明提供新動(dòng)力。智慧城市的建造離不開智能照明的使用，運(yùn)用智能化的手段促進(jìn)照明的先進(jìn)行，能顧節(jié)約資源，減少相關(guān)員工的工作壓力，提高照明系統(tǒng)的使用效率，而且能夠?qū)Νh(huán)境的破壞減少，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的平衡。

結(jié)束語：綜上所述，采用路燈智能控制系統(tǒng)可以對(duì)于城市路燈照明予以有效監(jiān)管，還能幫助市民及時(shí)獲取相關(guān)信息，為用戶在這一項(xiàng)目基礎(chǔ)上進(jìn)行其它服務(wù)開發(fā)和集成提供支持。路燈控制系統(tǒng)的使用可以幫助照明，但是連接性比較強(qiáng)，一條線路有問題，那么連接的燈都會(huì)受到影響，而且在使用照明較少的情況時(shí)，無法進(jìn)行燈的關(guān)閉工作，而且維修工作也會(huì)非常的困難，對(duì)各能源的使用較多。使用單控系統(tǒng)，單獨(dú)控制路燈，可以在人們對(duì)其需求較少的情況下，將幾盞等進(jìn)行熄滅的工作，既可以滿足人們的照明需求，也可以節(jié)約資源，幫助照明事業(yè)的發(fā)展。

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