基于物联网的城市路灯模糊智能调控策略研究

摘 要：基于物联网对城市路灯模糊智能调控进行设计，有利于提升城市路灯的节能性能，有利于实现节能降耗的目标。本文在对基于物联网的城市路灯等效模型进行综合阐述的基础上，介绍了基于物联网的城市路灯模糊智能控制器设计方法，以期为相关人士提供借鉴和参考。

关键词：物联网；城市路灯；智能调控

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

0 前言

随着社会经济的不断发展和社会生产力水平的进一步提升，城市路灯管理的重要性日渐显现，对实现智能化的交通具有重要作用。然而，现阶段，我国在对城市路灯的管理过程中，还存在自我调节能力差和灵活性较低的弊端，浪费了大量的能耗，不符合经济可持续发展的目标。因此，基于物联网对城市路灯模糊智能调控进行设计，对实现节能降耗的发展目标，具有十分重要的现实意义。

1 基于物联网的城市路灯等效模型

伴随着科学技术的迅速发展，城市路灯在智能交通中扮演者越来越重要的角色，但城市路灯的灵活性较低，一旦发生故障难以及时维修，不利于提升车辆和行人出行的安全性。随着物联网技术在城市路灯领域的应用，实现对城市路灯的模糊智能控制已经成为可能。物联网注重设计对象的可控性，通过建立基于物联网的城市路灯等效模型实现对城市路灯模糊智能调控的分析。基于物联网对城市路灯模糊智能调控，通过对无线通信软件的充分利用，能够有效实现智能化控制。在一定区域内，通过为路灯设置相应的节点，能够利用无线路由器将各个节点联系在一起，同时，在固定的区域内，通过对路况信息采集系统的充分利用，能够将无线路由器采集到的路况和路灯信息传递给计算机，计算机通过使用模糊控制算法，实现对城市路灯的模糊智能调节。在设计城市路灯模糊智能控制系统的过程中，应注意以下几点：

（1）应建立完善的无线通信以及协议规范，受城市路灯较为分散的影响，需要充分利用无线通信实现对城市路灯的智能模糊控制。在建立完善的无线通信以及协议规范的过程中，应充分考虑到无线通信的传输速度、数据安全性和设计成本，采用GPRS+ZigBee的无线通信方式。利用GPRS由某个路由器节点向计算机发送路况的实时数据和路灯的电压电流信息，计算机利用模糊控制算法对接收的数据信息进行深入分析，并向各个路由器节点发送指令，经由ZigBee实现对年城市路灯亮度的智能调节。（2）建立路况信息采集装置和模糊知识库。在设计城市路灯模糊智能控制系统的过程中，应通过对监控摄像头的充分利用，实现对某路段通行量的实时统计，结合该区域的季节变化特点实现对城市路灯开启和关闭时间的合理控制，并建立模糊知识库，为城市路灯的迷糊智能控制提供科学的参考依据。将路灯的光照强度和电压以及电流信息利用GPRS+ZigBee无线通信网络传送至监控计算机，由计算机建立模糊知识库，采用模糊控制算法对数据进行计算和分析，根据计算结果对城市路灯的亮度进行合理调节。例如，天津市某区通过对物联网技术的充分运用，设计了完善的城市路灯系统，其路灯杆能够实现LED节能灯、Wi-Fi、智能摄像头、通讯微基站、LED显示屏、报警系统、语音播报等功能，还能检测空气质量、噪声、风力、风向以及给交通导行，此外，该城市路灯通过采用灵活的照明策略，自动对每盏路灯的开关状态、照明亮度进行精准控制，节能率高达80%，可减少90%以上的维护成本，符合经济可持续发展的目标，得到了广大研究人员的青睐。

2 基于物联网的城市路灯模糊智能控制器设计

2.1 合理选取目标特征量

目标特征量主要是指城市路灯的光照强度和路段通行量。其中，应将光照强度作为优先量，如果某特定路段城市路灯的光照强度大于20lx，则可将该路段的通行量作为智能调控城市路灯开关状态的合理依据。（1）获取城市路灯的光照强度信息：通过对专用光照强度传感器的充分利用，能够有效获取某路段路灯的光照强度，由于路由器能够根据覆盖面积对测量节点的数量进行合理选择，一旦某个节点的测量数据出现错误时，可立即去除该节点的测量值，利用其它节点对城市路灯进行智能调控。（2）获取路段通行量：一旦某特定路段城市路灯的光照强度大于20lx，则可将该路段的通行量作为智能调控城市路灯开关状态的合理依据，通过对高清卡口和监控摄像头的充分利用，获得该路段车辆和行人的通行信息，采用组合算法，获得该路段通行量。

2.2 设计城市路灯模糊智能控制器

经过对城市路灯模糊智能控制的等效模型进行深入分析可知，城市路灯通过对光照强度和路段通行量的精确分析，实现模糊智能控制功能。根据模糊控制原则，设计出城市路灯模糊控制器[1]。

2.3 城市路灯模糊智能控制流程

城市路灯模糊智能控制的根本目的在于通过对计算机语言的充分运用，实现对路灯端电压的有效控制。城市路灯模糊智能控制流程如下：第一，通过对无线路由器的充分利用，将各个节点初始化，采用逐一试探的方式，将各个节点连接至ZigBee。第二，对城市路灯的光照强度进行检测，在确保城市路灯的夜间光照强度不低于20lx的情况下，对各个路段的通行量进行检测。第三，由城市路灯模糊控制器对控制端的电压进行输出，路灯端根据城市路灯模糊智能控制器发出的指令，对城市路灯的电压值进行智能调节，进而实现远程智能控制的目标[2]。

3 结论

通过以上研究发现，通过合理选取目标特征量，有利于为城市路灯模糊智能控制器的设计奠定良好基础。在此基础上，做好城市路灯模糊智能控制器的设计工作，有利于实现对城市路灯的智能控制。此外，明确城市路灯模糊智能控制流程，也能够有提升城市路灯控制的科学性和合理性。因此，基于物联网对城市路灯模糊智能调控进行设计的过程中，可以借鉴上述方法。

參考文献：

[1]李超燕.探讨市政工程中城市路灯设施运行与维护[J].现代营销（下旬刊），2017（11）：210.

[2]王飞文，王忠华.基于DAG-SVM算法的城市路灯照明系统的研究[J].江西师范大学学报（自然科学版），2017，41（06）：656-660.

作者简介：桑君（1985-），男，江西九江人，本科，技术员，助理，研究方向：电气工程及其自动化。