基于物聯網的城市路燈模糊智能調控策略研究

摘 要：基于物聯網對城市路燈模糊智能調控進行設計，有利于提升城市路燈的節能性能，有利于實現節能降耗的目標。本文在對基于物聯網的城市路燈等效模型進行綜合闡述的基礎上，介紹了基于物聯網的城市路燈模糊智能控制器設計方法，以期為相關人士提供借鑒和參考。

關鍵詞：物聯網；城市路燈；智能調控

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.139

0 前言

隨著社會經濟的不斷發展和社會生產力水平的進一步提升，城市路燈管理的重要性日漸顯現，對實現智能化的交通具有重要作用。然而，現階段，我國在對城市路燈的管理過程中，還存在自我調節能力差和靈活性較低的弊端，浪費了大量的能耗，不符合經濟可持續發展的目標。因此，基于物聯網對城市路燈模糊智能調控進行設計，對實現節能降耗的發展目標，具有十分重要的現實意義。

1 基于物聯網的城市路燈等效模型

伴隨著科學技術的迅速發展，城市路燈在智能交通中扮演者越來越重要的角色，但城市路燈的靈活性較低，一旦發生故障難以及時維修，不利于提升車輛和行人出行的安全性。隨著物聯網技術在城市路燈領域的應用，實現對城市路燈的模糊智能控制已經成為可能。物聯網注重設計對象的可控性，通過建立基于物聯網的城市路燈等效模型實現對城市路燈模糊智能調控的分析。基于物聯網對城市路燈模糊智能調控，通過對無線通信軟件的充分利用，能夠有效實現智能化控制。在一定區域內，通過為路燈設置相應的節點，能夠利用無線路由器將各個節點聯系在一起，同時，在固定的區域內，通過對路況信息采集系統的充分利用，能夠將無線路由器采集到的路況和路燈信息傳遞給計算機，計算機通過使用模糊控制算法，實現對城市路燈的模糊智能調節。在設計城市路燈模糊智能控制系統的過程中，應注意以下幾點：

（1）應建立完善的無線通信以及協議規范，受城市路燈較為分散的影響，需要充分利用無線通信實現對城市路燈的智能模糊控制。在建立完善的無線通信以及協議規范的過程中，應充分考慮到無線通信的傳輸速度、數據安全性和設計成本，采用GPRS+ZigBee的無線通信方式。利用GPRS由某個路由器節點向計算機發送路況的實時數據和路燈的電壓電流信息，計算機利用模糊控制算法對接收的數據信息進行深入分析，并向各個路由器節點發送指令，經由ZigBee實現對年城市路燈亮度的智能調節。（2）建立路況信息采集裝置和模糊知識庫。在設計城市路燈模糊智能控制系統的過程中，應通過對監控攝像頭的充分利用，實現對某路段通行量的實時統計，結合該區域的季節變化特點實現對城市路燈開啟和關閉時間的合理控制，并建立模糊知識庫，為城市路燈的迷糊智能控制提供科學的參考依據。將路燈的光照強度和電壓以及電流信息利用GPRS+ZigBee無線通信網絡傳送至監控計算機，由計算機建立模糊知識庫，采用模糊控制算法對數據進行計算和分析，根據計算結果對城市路燈的亮度進行合理調節。例如，天津市某區通過對物聯網技術的充分運用，設計了完善的城市路燈系統，其路燈桿能夠實現LED節能燈、Wi-Fi、智能攝像頭、通訊微基站、LED顯示屏、報警系統、語音播報等功能，還能檢測空氣質量、噪聲、風力、風向以及給交通導行，此外，該城市路燈通過采用靈活的照明策略，自動對每盞路燈的開關狀態、照明亮度進行精準控制，節能率高達80%，可減少90%以上的維護成本，符合經濟可持續發展的目標，得到了廣大研究人員的青睞。

2 基于物聯網的城市路燈模糊智能控制器設計

2.1 合理選取目標特征量

目標特征量主要是指城市路燈的光照強度和路段通行量。其中，應將光照強度作為優先量，如果某特定路段城市路燈的光照強度大于20lx，則可將該路段的通行量作為智能調控城市路燈開關狀態的合理依據。（1）獲取城市路燈的光照強度信息：通過對專用光照強度傳感器的充分利用，能夠有效獲取某路段路燈的光照強度，由于路由器能夠根據覆蓋面積對測量節點的數量進行合理選擇，一旦某個節點的測量數據出現錯誤時，可立即去除該節點的測量值，利用其它節點對城市路燈進行智能調控。（2）獲取路段通行量：一旦某特定路段城市路燈的光照強度大于20lx，則可將該路段的通行量作為智能調控城市路燈開關狀態的合理依據，通過對高清卡口和監控攝像頭的充分利用，獲得該路段車輛和行人的通行信息，采用組合算法，獲得該路段通行量。

2.2 設計城市路燈模糊智能控制器

經過對城市路燈模糊智能控制的等效模型進行深入分析可知，城市路燈通過對光照強度和路段通行量的精確分析，實現模糊智能控制功能。根據模糊控制原則，設計出城市路燈模糊控制器[1]。

2.3 城市路燈模糊智能控制流程

城市路燈模糊智能控制的根本目的在于通過對計算機語言的充分運用，實現對路燈端電壓的有效控制。城市路燈模糊智能控制流程如下：第一，通過對無線路由器的充分利用，將各個節點初始化，采用逐一試探的方式，將各個節點連接至ZigBee。第二，對城市路燈的光照強度進行檢測，在確保城市路燈的夜間光照強度不低于20lx的情況下，對各個路段的通行量進行檢測。第三，由城市路燈模糊控制器對控制端的電壓進行輸出，路燈端根據城市路燈模糊智能控制器發出的指令，對城市路燈的電壓值進行智能調節，進而實現遠程智能控制的目標[2]。

3 結論

通過以上研究發現，通過合理選取目標特征量，有利于為城市路燈模糊智能控制器的設計奠定良好基礎。在此基礎上，做好城市路燈模糊智能控制器的設計工作，有利于實現對城市路燈的智能控制。此外，明確城市路燈模糊智能控制流程，也能夠有提升城市路燈控制的科學性和合理性。因此，基于物聯網對城市路燈模糊智能調控進行設計的過程中，可以借鑒上述方法。

參考文獻：

[1]李超燕.探討市政工程中城市路燈設施運行與維護[J].現代營銷（下旬刊），2017（11）：210.

[2]王飛文，王忠華.基于DAG-SVM算法的城市路燈照明系統的研究[J].江西師范大學學報（自然科學版），2017，41（06）：656-660.

作者簡介：桑君（1985-），男，江西九江人，本科，技術員，助理，研究方向：電氣工程及其自動化。