淺論路燈照明智能控制系統(tǒng)的應用

譚志國

【摘要】隨著社會的不斷進步，城市道路建設的不斷發(fā)展，城市路燈照明控制系統(tǒng)正逐步實現(xiàn)智能化管理。本文闡述了如何利用廣域網(wǎng)實現(xiàn)城市路燈照明系統(tǒng)智能化管理的改革，通過理性的分析，科學的驗算，力求完善城市道路建設中的路燈照明系統(tǒng)。

【關鍵詞】路燈遠程智能控制；互聯(lián)網(wǎng)；節(jié)能

【Abstract】With the continuous progress of society， the continuous development of urban road construction， urban street lighting control system is gradually intelligent management. This paper describes how to use the wide area network to realize the intelligent management of urban street lighting system reform， through the rational analysis， scientific checking， and strive to improve the city road construction in the street lighting system.

【Key words】Streetlight remote intelligent control；Internet；Energy saving

1. 前言

就目前我國各行各業(yè)的發(fā)展而言，環(huán)保節(jié)能與智能化生產(chǎn)管理是每個行業(yè)必經(jīng)的革新階段。我國經(jīng)濟建設起步較晚，但成長迅速，致使許多城市的道路設施跟不上社會的發(fā)展步伐，其中許多城市道路照明系統(tǒng)仍然沿用舊的方式，其系統(tǒng)模式存在很大弊端，如線路檢修不便，控制系統(tǒng)可變更性不強，亮燈誤差較大等問題。如何改進城市路燈照明系統(tǒng)成為大家廣泛探討研究的課題。而網(wǎng)絡的應用是近些年來許多行業(yè)實現(xiàn)智能化改革常用的方法。如果能夠?qū)⒕W(wǎng)絡技術(shù)科學合理的運用于城市路燈照明系統(tǒng)，勢必可以很大程度的節(jié)約電能并實現(xiàn)其智能化的管理。

2. 系統(tǒng)組成及應用

2.1主控系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)。

主控系統(tǒng)是指對所有路燈的控制和監(jiān)查系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)參與的范圍大小及硬件投入資金的金額，一般可由一臺或是多臺計算機和打印機或大屏幕的投影儀等組成。但通常情況對主控系統(tǒng)的配置是兩臺主控機，當其中一臺正常工作時，另一臺則處于旁聽等待狀態(tài)。兩臺主控機中的信息的收發(fā)可以通過電隔離的途徑傳輸?shù)教幱跓醾錉顟B(tài)的另一主機。如果當前主控機退出控制或關機，處于待命狀態(tài)的主控機將自動進入操控狀態(tài)。這樣的雙機互為備熱的工作模式能夠確保主控系統(tǒng)不間斷地實現(xiàn)實時監(jiān)控。

2.2數(shù)據(jù)傳輸裝置。

數(shù)據(jù)傳輸可分為無線傳輸和有線傳輸兩種方式。一般而言無線傳輸是通過手持步話機和無線電臺來實現(xiàn)。如果要采用有線傳輸?shù)姆绞剑瑒t可以通過RS-485總線網(wǎng)、電話線、公用電話網(wǎng)進行傳輸。主控制系統(tǒng)和本地控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸主要是通過無線電臺傳輸。

2.3本地控制系統(tǒng)。

本地控制系統(tǒng)是由配電柜、子站、電臺等組成的。每個本地控制系統(tǒng)都是一個獨立的控制系統(tǒng)，當主控機無法參與工作時，本地控制系統(tǒng)可以長期獨立實現(xiàn)路燈的開關控制。通常，如果主控機與本地控制系統(tǒng)是通過無線傳播的方式進行信息通信，那么會受到通信距離和電臺功率的限制，且主控機對本地控制系統(tǒng)的調(diào)控會出現(xiàn)延遲現(xiàn)象，主控范圍越大，延遲現(xiàn)象越嚴重。解決此類問題可以通過添加主控機站來完成。首先將控制范圍劃分為多個區(qū)域，然后在各個區(qū)域建立主控機站，再通過如因特網(wǎng)這樣的廣域網(wǎng)，將各個主控機站的數(shù)據(jù)進行收集和傳輸，實現(xiàn)整個城市路燈照明的系統(tǒng)化。而信息傳輸使用的廣域網(wǎng)服務器就是一個巨型的存儲器，可以用做數(shù)據(jù)管理、資料存儲，由此可以建立一個信息管理系統(tǒng)。由于整個網(wǎng)絡服務器是開發(fā)式的，我們還可以借助系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫和其他并行的數(shù)據(jù)庫外接許多需要的管理工作站，用來實現(xiàn)如管理、維護、故障查找等功能項目。

3. 功能模塊分析及應用

3.1本地控制系統(tǒng)中子站分析。

本地控制系統(tǒng)在設計時務必要考慮不同路段路燈和三相電功率的分配，以及不同型號路燈和節(jié)能方式等的組合照明方式。要實現(xiàn)各種組合模式必須通過加入觸發(fā)器的方法完成，一個觸發(fā)器實現(xiàn)一種組合方式，如此推算，觸發(fā)器使用的越多，可實現(xiàn)的照明組合方式越多，用于改善的道路照明問題的方案也就越多，但與此同時成本也在相對增加。本地控制系統(tǒng)中的子站主要完成的是路燈的開關控制，其控制流程是：當通信系統(tǒng)完整建立之后，主控機將根據(jù)各個區(qū)域?qū)φ彰鞒潭鹊牟煌枨螅募咀兓瘜е碌臅円归L短變化等因素，制定出最適用于該區(qū)域的路燈開關燈時刻表，并通過通信系統(tǒng)發(fā)送到各個本地控制系統(tǒng)的子站當中。子站將會把接收到的開關燈時刻表存放在一個可改寫的只讀存儲器當中。由于是可改寫的存儲器，所以開關燈時刻表可根據(jù)具體情況加以更改[1]。這樣的控制方式，最大程度的加少了電能的浪費。子站除了完成路燈的開關控制，還負責采集由電流或者電壓互感器測量后經(jīng)ADC轉(zhuǎn)換的支路電流、電壓數(shù)據(jù)。最后，子站作為本地控制系統(tǒng)和主控機之間的信息傳輸紐帶，它會把收集到的電流電壓信息通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)街骺叵到y(tǒng)當中。如此的信息反饋可以極大提高系統(tǒng)的應急性，大大降低了故障排出的時間。

3.2通信模塊分析。

計算機和計算機外鏈設備之間是通過通信模塊的轉(zhuǎn)換進行數(shù)據(jù)通信。通信模塊由電源插座、調(diào)制解調(diào)器接口、控制批示燈、發(fā)送批示燈、串行接口五部分構(gòu)成。該通信模塊選擇RS-485為串行接口方式，便于RS-485組網(wǎng)通訊的利用；而模塊采用的調(diào)制方式是：調(diào)制解調(diào)。它總要有兩方面的作用，一是可以成為外接電話線，通過收發(fā)共線的設置方式，但其最主要的功能是用來完成外接無線電臺設備，ITU-TV213是該調(diào)制解調(diào)方式必須符合的標準，調(diào)制方式是FSK半雙工的模式，1700Hz為它的中心頻率，頻偏為400Hz，通信速率是0～1200bps[2]。調(diào)制解調(diào)與RS-485口之間采用的耦合方式都為光電隔離方式。這樣的設計提高了系統(tǒng)的抗干擾能力與系統(tǒng)穩(wěn)定性。而整個數(shù)據(jù)流向是：數(shù)據(jù)先由PC機平臺控制軟件利用串行接口傳輸?shù)酵ㄐ拍K之中，然后再由通訊模塊將接收的信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為所需的信息方式進行發(fā)送[3]。

4. 城市路燈照明智能控制系統(tǒng)的發(fā)展前景

城市照明系統(tǒng)有保障行車和行人安全、方便市民的生活、優(yōu)化城市的環(huán)境等作用。城市路燈照明系統(tǒng)經(jīng)歷了三種評價標準，首先是照度標準，之后是亮度標準，目前是可見度標準。而其他照明系統(tǒng)仍沿用照度標準評價，由此可見，城市道路照明系統(tǒng)為了適應社會的發(fā)展正在不斷向高精端方向發(fā)展。伴隨著照明系統(tǒng)的發(fā)展，道路燈具配管的設計也經(jīng)歷了照度標準和亮度標準的改革。進入二十世紀以來，我們跨入了一個智能化的時代，單片機、PLC、互聯(lián)網(wǎng)等高新科技正逐步滲透于各個行業(yè)之中。而為了使城市路燈照明系統(tǒng)更好的服務于社會發(fā)展和人民生活需要，可以嘗試將上述高新技術(shù)手段應用于該系統(tǒng)之中，使其早日完成智能化的系統(tǒng)模式。

5. 結(jié)語

綜上所述，實現(xiàn)城市路燈照明系統(tǒng)的智能化有利于社會的發(fā)展，符合時代進步的需求。要實現(xiàn)這場技術(shù)革新需要進行許多創(chuàng)新實驗與研究，而互聯(lián)網(wǎng)應用于城市路燈照明智能系統(tǒng)必將是以后研究發(fā)展的主要方向，并在很大程度上推動整個系統(tǒng)建設的革命創(chuàng)新。

參考文獻

[1]郝洛西.中國城市亮化工程的若干問題[J].清華大學學報（自然科學版），2000，40（s1）：28-32.

[2]劉天時，劉賞，付春.一種新型高速公路路燈智能控制系統(tǒng)設計[J].西安石油大學學報（自然科學版）.2011，5（02）：65-89.

[3]賀一鳴，王崇貴，劉進宇.智能路燈控制系統(tǒng)設計與應用研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù).2010，16（01）：102-124.