浅论路灯照明智能控制系统的应用

谭志国

【摘要】随着社会的不断进步，城市道路建设的不断发展，城市路灯照明控制系统正逐步实现智能化管理。本文阐述了如何利用广域网实现城市路灯照明系统智能化管理的改革，通过理性的分析，科学的验算，力求完善城市道路建设中的路灯照明系统。

【关键词】路灯远程智能控制；互联网；节能

【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

就目前我国各行各业的发展而言，环保节能与智能化生产管理是每个行业必经的革新阶段。我国经济建设起步较晚，但成长迅速，致使许多城市的道路设施跟不上社会的发展步伐，其中许多城市道路照明系统仍然沿用旧的方式，其系统模式存在很大弊端，如线路检修不便，控制系统可变更性不强，亮灯误差较大等问题。如何改进城市路灯照明系统成为大家广泛探讨研究的课题。而网络的应用是近些年来许多行业实现智能化改革常用的方法。如果能够将网络技术科学合理的运用于城市路灯照明系统，势必可以很大程度的节约电能并实现其智能化的管理。

2. 系统组成及应用

2.1主控系统的物理结构。

主控系统是指对所有路灯的控制和监查系统，根据系统参与的范围大小及硬件投入资金的金额，一般可由一台或是多台计算机和打印机或大屏幕的投影仪等组成。但通常情况对主控系统的配置是两台主控机，当其中一台正常工作时，另一台则处于旁听等待状态。两台主控机中的信息的收发可以通过电隔离的途径传输到处于热备状态的另一主机。如果当前主控机退出控制或关机，处于待命状态的主控机将自动进入操控状态。这样的双机互为备热的工作模式能够确保主控系统不间断地实现实时监控。

2.2数据传输装置。

数据传输可分为无线传输和有线传输两种方式。一般而言无线传输是通过手持步话机和无线电台来实现。如果要采用有线传输的方式，则可以通过RS-485总线网、电话线、公用电话网进行传输。主控制系统和本地控制系统的数据传输主要是通过无线电台传输。

2.3本地控制系统。

本地控制系统是由配电柜、子站、电台等组成的。每个本地控制系统都是一个独立的控制系统，当主控机无法参与工作时，本地控制系统可以长期独立实现路灯的开关控制。通常，如果主控机与本地控制系统是通过无线传播的方式进行信息通信，那么会受到通信距离和电台功率的限制，且主控机对本地控制系统的调控会出现延迟现象，主控范围越大，延迟现象越严重。解决此类问题可以通过添加主控机站来完成。首先将控制范围划分为多个区域，然后在各个区域建立主控机站，再通过如因特网这样的广域网，将各个主控机站的数据进行收集和传输，实现整个城市路灯照明的系统化。而信息传输使用的广域网服务器就是一个巨型的存储器，可以用做数据管理、资料存储，由此可以建立一个信息管理系统。由于整个网络服务器是开发式的，我们还可以借助系统的数据库和其他并行的数据库外接许多需要的管理工作站，用来实现如管理、维护、故障查找等功能项目。

3. 功能模块分析及应用

3.1本地控制系统中子站分析。

本地控制系统在设计时务必要考虑不同路段路灯和三相电功率的分配，以及不同型号路灯和节能方式等的组合照明方式。要实现各种组合模式必须通过加入触发器的方法完成，一个触发器实现一种组合方式，如此推算，触发器使用的越多，可实现的照明组合方式越多，用于改善的道路照明问题的方案也就越多，但与此同时成本也在相对增加。本地控制系统中的子站主要完成的是路灯的开关控制，其控制流程是：当通信系统完整建立之后，主控机将根据各个区域对照明程度的不同需求，四季变化导致的昼夜长短变化等因素，制定出最适用于该区域的路灯开关灯时刻表，并通过通信系统发送到各个本地控制系统的子站当中。子站将会把接收到的开关灯时刻表存放在一个可改写的只读存储器当中。由于是可改写的存储器，所以开关灯时刻表可根据具体情况加以更改[1]。这样的控制方式，最大程度的加少了电能的浪费。子站除了完成路灯的开关控制，还负责采集由电流或者电压互感器测量后经ADC转换的支路电流、电压数据。最后，子站作为本地控制系统和主控机之间的信息传输纽带，它会把收集到的电流电压信息通过互联网传输到主控系统当中。如此的信息反馈可以极大提高系统的应急性，大大降低了故障排出的时间。

3.2通信模块分析。

计算机和计算机外链设备之间是通过通信模块的转换进行数据通信。通信模块由电源插座、调制解调器接口、控制批示灯、发送批示灯、串行接口五部分构成。该通信模块选择RS-485为串行接口方式，便于RS-485组网通讯的利用；而模块采用的调制方式是：调制解调。它总要有两方面的作用，一是可以成为外接电话线，通过收发共线的设置方式，但其最主要的功能是用来完成外接无线电台设备，ITU-TV213是该调制解调方式必须符合的标准，调制方式是FSK半双工的模式，1700Hz为它的中心频率，频偏为400Hz，通信速率是0～1200bps[2]。调制解调与RS-485口之间采用的耦合方式都为光电隔离方式。这样的设计提高了系统的抗干扰能力与系统稳定性。而整个数据流向是：数据先由PC机平台控制软件利用串行接口传输到通信模块之中，然后再由通讯模块将接收的信息数据转化为所需的信息方式进行发送[3]。

4. 城市路灯照明智能控制系统的发展前景

城市照明系统有保障行车和行人安全、方便市民的生活、优化城市的环境等作用。城市路灯照明系统经历了三种评价标准，首先是照度标准，之后是亮度标准，目前是可见度标准。而其他照明系统仍沿用照度标准评价，由此可见，城市道路照明系统为了适应社会的发展正在不断向高精端方向发展。伴随着照明系统的发展，道路灯具配管的设计也经历了照度标准和亮度标准的改革。进入二十世纪以来，我们跨入了一个智能化的时代，单片机、PLC、互联网等高新科技正逐步渗透于各个行业之中。而为了使城市路灯照明系统更好的服务于社会发展和人民生活需要，可以尝试将上述高新技术手段应用于该系统之中，使其早日完成智能化的系统模式。

5. 结语

综上所述，实现城市路灯照明系统的智能化有利于社会的发展，符合时代进步的需求。要实现这场技术革新需要进行许多创新实验与研究，而互联网应用于城市路灯照明智能系统必将是以后研究发展的主要方向，并在很大程度上推动整个系统建设的革命创新。

参考文献

[1]郝洛西.中国城市亮化工程的若干问题[J].清华大学学报（自然科学版），2000，40（s1）：28-32.

[2]刘天时，刘赏，付春.一种新型高速公路路灯智能控制系统设计[J].西安石油大学学报（自然科学版）.2011，5（02）：65-89.

[3]贺一鸣，王崇贵，刘进宇.智能路灯控制系统设计与应用研究[J].现代电子技术.2010，16（01）：102-124.