景觀照明監控系統與物聯網技術

常州市燈光建設管理辦公室 朱 濤 單 云

隨著城市的建設與發展，城市景觀照明的建設與發展對美化城市夜景起到了越來越重要的作用，2003年常州市正式啟動景觀照明建設與管理工作，為做到景觀照明設施自動控制的準確和統一方式，為城市景觀照明的有序與正常工作提供可靠的保障，實現管理工作智能化、實時化，同步開展了景觀照明監控系統的建設工作。該系統由監控主站、無線專網通訊、物聯網智能終端RTU組成，系統采用電腦時控和遙控的控制方案，通過信道自動遙控開關燈，遙測現場的工作參數（電壓、電流、電量等數據），可對采集的數據進行分析，實現各種故障報警、景觀燈開關狀態反饋，從而及時了解景觀燈光系統的運行情況。

1 景觀照明監控系統結合物聯網技術的作用

經過十多年的發展，景觀照明監控系統規模在逐步擴大，系統技術逐步趨于成熟，特別是2010年對原景觀照明監控系統進行了改造提升，新的景觀照明監控系統以3G公網/無線專網雙網融合一的物聯網技術平臺，增設了平日、一般節假日和重大節假日等模式，發展到當前常州市景觀照明監控中心管轄范圍包括中心城區范圍內400多幢建筑景觀照明，涵蓋了市區范圍內主要路段。然而隨著巡檢點的不斷增加，管理范圍的擴大，對基礎設施的數量分布情況、對維護單位巡檢任務的執行情況、維修人員及時到達率等作業狀況難以第一時間掌控，對作業任務難以進行精確及量化的考核，因此，對于日常作業巡檢、維修及照明終端基礎設施的信息化管理方面，還要以人工管理為主。

1.1 綠色節能，節約電力

結合物聯網技術的智能化照明系統可以根據外界環境進行景觀照明亮度調節，這樣在完成照明功能的基礎上還可以節約大量的電力消耗以及成本[1]。在照明系統獨立控制后，能夠改變傳統的照明系統相隔一個開關控制的雙線電纜鋪設方式，還能夠節省在電力線路鋪設方面的費用以及施工成本。

1.2 節約維護費用，控制巡檢成本

在引入物聯網技術的城市景觀照明監控系統中，能夠完成對獨立照明燈具、獨立照明路段以及建筑LED照明景觀的實時監控，可以通過計算機系統完成故障的匯總以及分析[2]。通過監控系統完成城市整體照明路燈以及照明景觀的監視，同時結合巡檢人員的實時信息更新，能夠更加徹底掌握城市景觀照明系統的情況，在提高工作效率的同時，減少實際所需的巡檢以及修護工作量。

1.3 延長照明燈具壽命，減少照明系統成本

通過結合物聯網能夠對城市景觀照明監控系統升級，可以通過系統預設控制的功能，避免不必要的照明系統使用浪費，減少照明燈具的實際使用時間，降低LED燈具的實際亮度。在理論分析以及實際應用情況的測試分析結果支持下，可以通過調節開關時間的方式，調整系統使用的時間，以綠色節能為導向逐漸延長燈具的使用壽命[2]。

1.4 數字化遠程控制與管理

在物聯網技術支持下的城市景觀照明監控系統，能夠完成城市景觀照明的數字化控制調節以及管理，能夠在系統控制中心對城市照明系統所有設備的管理與控制，能夠完成所有入網設備的故障判定。

2 城市景觀照明系統中的物聯網技術應用

2.1 景觀照明監控系統的物聯網技術

近年來按照《江蘇省城市綠色照明規劃》、《江蘇省城市照明智能化控制系統技術指南》及《江蘇省城市綠色照明評價標準》等文件要求，為實現終端設施的數字化、可視化管理，實現維護巡檢的智能化、遠程監管，對巡檢任務進行量化考核，實現日常巡檢問題的現場上傳、在線派單和維修全過程監控，智能統計各類維護、巡檢報表，輔助決策分析等。

現代城市的不斷發展對城市景觀照明智能化水平提出新的要求，常州市對城市景觀照明監控設施智能管理系統進行再次開發，引入RFID等新的物聯網技術，通過設置固定的RFID電子標簽，建立景觀照明基礎設施的巡檢要求和規則，同時結合GIS地理信息系統以及手機APP端的移動巡檢管理系統來實現巡檢過程中的身份識別，判定維護單位的巡檢任務執行情況，以及對異常巡檢作業進行及時預警。通過人員手持端讀寫器對照明燈具、監控設施、車輛等進行智能化識別，并實時上傳巡檢記錄、GPS位置等信息到監控中心，從而提高城市景觀照明設施的智能化、自動化管理水平。

2.2 城市智能化景觀照明監控系統的功能模塊

智能化城市景觀照明監控系統的拓撲結構為分布式星形結構，系統結構的核心為監控中心，而分散在城市不同片區中的配電集中監控系統以3G無線網絡進行連接。而整體系統是智能化監控管理系統，將數據采集、信息傳送、網絡通訊、信息分析、自控控制以及軟件系統工程結合成為整體。

城市景觀照明監控管理系統的主要構成包括了無線專網通訊、物聯網智能終端RTU以及監控中心等。物聯網智能終端RTU能夠完成對單獨照明燈具運行情況以及開關的控制與管理，物聯網智能終端RTU能夠在物聯網與公網結合傳輸模式下，能夠完成對所有單獨照明燈具控制模塊的信息采集以及控制管理，完成對配電設備運行信息的監控。在照明燈具出現故障的情況下，能夠通過監控中心分析，結合GIS地理信息的情況，以手機APP的終端通信的提醒方式通知附近的維護工作人員，使維護人員快速完成照明燈具的維護管理，避免了傳統模式下維護人員到監控中心領取任務單的人員與時間浪費。物聯網智能終端RTU與監控中心的信息傳輸以及實時互動都是通過物聯網無線傳輸系統連接的，物聯網無線專網通訊系統包括3G信息傳輸以及無線網絡傳輸兩個部分，其中無線傳感RFID網路的主要是RFID傳感器節點，具有體積小、成本低、無線通訊、信息處理的能力，在所有照明燈具上都有安裝。通過節點構成城市景觀燈具的能量消耗與工作狀態監控，對所有照明燈具線路以及景觀燈具線路的情況進行分析，在出現異常后下達維護指令，完成系統修復。

3 結束語

通過RFID物聯網無線通信技術結合3G公網支持，完成城市景觀照明監控系統與照明燈具的連接，實現了遠程、無接觸模式下的照明燈具狀態監控功能，將燈具信息數據采集后傳輸到監控中心，完成實際工作狀態下的照明燈具設備檢測以及控制，實現了景觀照明系統的自動化與智能化。

[1]張卓云.城市級物聯網技術在LED公共照明監控系統中的研究[J].科學技術創新,2017(10):16.

[2]徐義晗.基于物聯網技術的城市激光照明無線監控技術研究[J].激光雜志,2017,38(7):176-179.