智能路燈控制系統設計及其應用概述

李穩

摘 要 隨著節約型和可持續性發展社會建設進程的逐漸推進，對城市照明系統的性能要求和技能要求越來越高。傳統路燈管理和照明浪費比較大，使用壽命較短，難以進行遠程的操縱和查詢，需要消耗大量的人力、物力，人力成本和能源成本較高。智能路燈控制系統的設計與應用能夠解決傳統路燈控制存在的問題和不足，提高路燈運營效率以及運營質量，促進智能化城市的建設，實現城市的可持續發展。本文針對智能路燈控制系統設計與應用的相關策略進行探究。

關鍵詞 智能路燈;遠程遙控;網絡協調

引言

路燈作為城市重要的基礎設施，遍布城市所有的交通網絡，一方面為夜間出行的車輛和行人的提供交通安全保障，另一方面也在城市形象美化中發揮著很大的作用。路燈在為我們出行帶來便利同時，其巨大電能消耗產生的費用支出，占據運營成本比例較大，能源消耗的同時造成的二氧化碳高排放直接影響我們的生活環境。此外城市照明的維護工作和高昂的維護成本（人工控制、路燈巡查等），給城市管理造成了巨大的成本，為了推進城市照明的科學管理和綠色節能，設計一種新型的智能路燈控制系統有十分重要的現實意義和實用價值[1]。

1智能路燈中使用NB-IoT技術的優勢

智能路燈照明系統需要采用端到端的連接方式，倘若采用傳統的LTE技術連接，則需要運營商端進行增加部署，部署的成本相對更高;此外，LTE網絡雖然帶寬更大，但其受影響也較大，容易出現網絡波動導致的丟包問題。LTE主要滿足寬帶、高速率、大功耗、小連接的通信，而智能路燈對網絡的要求則是極低的延遲，對帶寬則并不敏感，而NB-IoT網絡可以利用運營商的網絡搭建，并且其具備物聯網技術中的抗干擾、低延遲和安全等優勢。因此非常適合用于智能路燈的部署中。對于路燈數量非常多的大型城市來說，NB-IoT具備部署范圍廣和可靠性更強的技術優勢，適合用于大量路燈的端對端連接。同時，NB-IoT技術借助運營商網絡進行搭建，可以有效解決大規模部署的問題，在降低部署成本的同時提升網絡的可靠性。

2智能路燈控制系統設計及其應用

2.1 基于GSM/GPRS的智能路燈控制系統設計

通過多種遠程通信方式可以實現對智能控制路燈的有效控制，利用GSM或者GPRS技術可以在電信系統當中實現智能控制路燈的遠程控制。GSM技術成本較低，利用率較高，相對來說系統自身的容量較大，而且具有抗感染性和保密性能的優勢，在遠程路燈控制系統中有十分廣泛的應用。GPRS技術能夠運用最短的時間實現高效速率的傳輸資源，使用效率非常高，可以在線實現數據的查詢與訪問，而且可以支持TCP/IP協議的運行。GPRS技術相對來說在需要較高時速傳輸要求以及數據量較小的情況下比較適合，智能路燈控制系統監控系統的分布始于網絡化，是完全開放的，可以向子控制點發送指令，以采集子控制點的電壓功率電流以及運行狀態等相關數據參數，并將收集到的信息內容反饋給監控中心，實現對智能路燈系統的可靠控制[2]。

2.2 基于ZigBee網絡的智能路燈控制系統設計與應用

ZigBee技術是一種新型的短距離無線通信技術，廣泛應用于短距離無線網絡中。ZigBee技術采用自組織網絡，可以任意改變網絡拓撲結構。該特點對實現路燈智能監控系統的智能化、高可靠性和低成本具有很好的作用。ZigBee技術網絡拓撲可分為3種類型：網絡結構、星型結構和樹狀結構。考慮樹結構可以提高通信網絡的可靠性。ZigBee協調器負責網絡建立和信息的接收和發送。協調器連續收集來自主機的開關路燈和調光命令，并將不同的字符發送到終端進行相應的操作，也會顯示故障地址，并清除故障信息。當接收到來自終端和路由的故障地址時，在維護人員終端軟件上顯示。維護人員記錄并檢查故障信息。維修完成后，需要清除原來的故障信息。此時，只需通過終端軟件消除故障信息。

2.3 數據采集模塊

①數據采集：數據采集是對路燈所在環境的亮度、照度、溫度、濕度等指標進行檢測的模塊，由光敏電阻和溫度傳感器以及濕度傳感器等構成。這些指標是決定路燈亮度的關鍵指標，監控終端將這些數據返回到服務器后，由服務器按照特定的程序對路燈的亮度進行計算后向對應的監控終端發送指令，實現根據環境實時調節路燈的亮度。同時，GPS定位模塊可以在路燈出現故障時將路燈的具體位置發送到維修人員處，方便維修人員迅速前往現場進行維修。②臨時存儲：監控終端需要將收集到的數據上傳到服務器中，發送的速率為230bit/s。但當網絡連接不穩定時，監控終端可臨時將數據存儲在SD卡或FLASH閃存中，等到網絡正常時再次嘗試傳輸數據，防止因傳輸不及時造成數據丟失。通過本地存儲器存儲數據的另一個點優勢在于當維修人員需要獲取路燈的狀態數據時，僅需要將路燈監控終端中的數據進行導出即可，更加方便快捷[3]。

3結束語

隨著社會的發展人們對智能化越來越依賴，對智能化的要求也越來越高，所以遠程監控也存在著廣闊的發展前景。該系統主要是基于模型車研究的遠程控制系統，由DHT11溫濕度傳感器、壓力傳感器、編碼器、攝像頭等信息采集原件，STC89C52單片機，GPRS無線模塊，用戶終端等構成。DHT11溫濕度傳感器與其他同類型溫度傳感器相比優勢主要體現在其價格和體積上，如與同類型的HRTMS02等相比價格都有優勢，同時該傳感器還具有卓越的長期穩定性;STC89C52單片機雖然使用的還是經典的MCS-51內核，但是做了很多的改進使得芯片與傳統51單片機相比具有很多傳統51單片機不具備的功能，同時STC89C52單片機的價格也非常便宜;GPRS具有資源利用率高、接入范圍廣、高速傳輸、快捷登錄、永遠在線、切換自如等優點，GPRS用戶的計費以通信的數據量為依據，與3G、4G等相比通信費用會便宜很多。綜上所述該系統具有成本低，體積小，性能穩定等特點。

參考文獻

[1] 張少夫.一種智能路燈照明控制系統的設計與實現[J].智能建筑與智慧城市，2018（6）：85-86.

[2] 戴明.一種智能無線路燈控制系統的設計[J].湖南郵電職業技術學院學報，2018，17（1）：9-11，17.

[3] 張晟昱，段金英.智能路燈控制系統設計[J].電子測試，2019（Z1）： 27-28，33.