基于电力载波的智能路灯控制系统

一、前言

我国城市照明发展很快，城市路灯照明在带来辉煌方便的同时，也遇到了诸多迫切需要解决的问题：

第一，在城市照明系统中，如何节约能源，提高路灯能源的利用率已成为急需解决的问题。道路照明是电力系统的一个大用户，其用电量占据整个照明用电量的20%以上，存在巨大的节电空间。智能路灯控制系统是自动化技术在照明领域的应用和推广，它不仅迎合绿色照明的发展方向，也是节约能源，缓解能源危机的有效措施。

第二，路灯的维护难问题。现在路灯的维护靠巡查，主要靠人工巡查路灯线路，耗时费力。对于偏远角落的路段，很难及时巡查到。导致电力部门没有及时更换损坏的路灯，损害了供电企业为人民的形象，居民反应比较强烈的问题。

采用人工巡查路灯线路，耗时费力。如果能采用科技手段，实时读取每盏路灯运行的参数，发现故障，灵活管理每盏路灯的开关。将极大地提高照明系统的管理效率。

息县电业总公司中智电烨科技根据路灯管理维护需要，设计研发的载波路灯控制系统解决路灯人工巡查到计算机自动巡查，并将采集到的每盏路灯电压、电流数据自动进行存储、统计，每天打印路灯损坏报表，方面了路灯维修，极大地提高管理水平，降低能耗，提高设备使用寿命，获得良好的经济效益。

二、载波功能介绍及载波芯片性能分析

电力线载波通信（PLC）电力线载波通信以电力线作为传输媒介，不需再次投资，将成为智能电网通信的主要手段。电力线载波通信技术发展成熟，完全可以胜任未来智能电网通信的需要。电力线载波技术早在上世纪二十年代就已在欧美实现，目前已成为通信标准，推广条件成熟。美国的Echelon公司创立的LonWorks网络传输技术中的LonTalk通信协议，以及基于PLT－22电力线网络技术的信号传输方式被FCC（美国联邦通信委员会）确定为北美PLC通信标准；欧洲意法半导体公司的PLC通信技术被CENELEC（欧洲电工标准化委员会）确定为欧洲PLC通信标准。电力线载波技术通过发展选频、中继、扩频和自适应调制技术基本上克服了电力线传输中存在的高衰落、高干扰问题。选频可尽量避免选择性衰落；中继则解决了电力线传输损耗较大的问题；扩频和自适应调制提高了平均信噪比，减小了信号误码率。国家电网的智能电表招标情况来看，载波表成为主流，由此也验证了电力线载波技术是一个成熟的技术方向。

图1是对现在市场载波芯片功能对比罗列。

三、系统的工作原理

载波路灯控制系统（图2）主要由四个部分组成——GPRS灯控器、路灯控制单元、GPRS服务器、监控终端路灯控制器（图3）就是单片机系统和载波通信模块模块显示器；单片机和外围设备A/D采样组成控制器，接受指令，并发送地址及数据信号到灯控集中器。

图1 载波芯片对比表

Gprs灯控器(图2下部分)通过串口连接电力载波模块。负责收集从机数据，分析数据，发送指令另一端连接GPRS模块，用于和GPRS服务器数据交换或者直接网络连接交换，监控终端可以监视路灯运行情况，并完成路灯控制。

四、系统组成框图

1.载波路灯控制系统如图2

图2 载波路灯控制系统

2.路灯控制单元图如图3

图3 路灯控制单元图

五、系统主要功能介绍

1.监控中心支持数据备份提供路灯运行报表；提供完善的节能方案，结合GIS可以显示路段路灯运行情况，一目了然的管理各路段路灯。提供多级操作口令和密码保护，能够实现用户操作权限配置、系统参数设定等相关功能。

2.遥控功能：设定好时间区间（可选)自动控制路灯/开/关状态，也可以手动控制任意的一个终端的开关状态及亮度控制。系统与每个控制点通过GPS进行核时，并可对系统设备的全年开关/亮度时间进行设计；

3.遥测功能：自动巡测或随机检测各个测控终端、电压、电流、功率因数、有功和频率等工作参数-，在自动运行时只要终端有变化，它便立即将变化数据向总控主机传输；

4.遥信功能：对各个测控终端开/关状态、故障和报警等信息的获取，保证系统有效正常地运行；可设定手动、自动巡检功能，对系统中任一设备出现故障通过巡检报警；

5.数据处理：运行参数自动记录和回传，并进行相应处理和分析；方便数据查询：具有历史记录查询统计功能，可查询某一控制点任意一天任意时刻的相关运行参数，显示的数据可打印输出；、提供故障记录报表：可对各控制点出现的故障进行记录，便于值班人员判断出相应的故障原因；

6.防盗功能：对设备实行24小时防盗和损坏情况监测，将损坏情况和位置信息传送到监控终端及时通知值班人员；

六、结束语

该方案应用由息县中智电烨开发完毕后，在息县电业总公司投入使用取得很好的效果，可实现分时无级控制，能根据夜间不同时段不同路面照明需求，灵活调整路灯照度，相比传统钠灯节能率达85%以上。同时，系统还具有自动巡检自动报警功能。极大的方便维修维护。根据现场测试该路智能路灯投入使用后，将给附近市民的出行带来便利，同时新型路灯的使用，也将在节能降耗方面起到积极的示范作用，基于电力线的路灯监控系统的应用成功，为载波通讯在其他领域拓展开辟了道路，相信科学技术的发展，载波通讯系统的前景越来越广。

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