LED智能路灯控制系统设计探究

2021-11-24范庆战

商品与质量 2021年22期

范庆战

路通建设集团股份有限公司山东东营 257091

1 LED路灯智能控制的重要性

在实际应用当中LED路灯的照明模式不仅在照明方式的选择上非常灵活，而且可以在各种场合使用。LED路灯的维护和操作是更方便的，该设备的内部结构相对简单并且后来维护总投资较少。这是在使用过程中比较稳定，不容易受到外部环境的影响,从而延长整个LED路灯的使用寿命。

城市照明得到效地智能控制，其不但满足城镇居民对城市照明的需求也提高了城市照明的节能，同时又减少了电力资源的浪费。利用网络信息技术对城市照明进行智能控制，对进行信息、所述数据和智能处理。城市照明系统的维护和管理十分方便，它可以收集城市照明信息，并反馈每个站的信息传送到主站，用于统一控制。另外，智能控制放弃了传统的操作和控制，而是进行了远程自动控制并对整个系统进行了综合管理和监控。同时，LED路灯智能控制可以实时监控照明及城市路灯的损坏情况。如果发现问题维护人员可以第一时间进行维修，这样维护检查人员的工作效率得到了非常大的提高[1]。

2 LED路灯的智能控制系统设计

2.1 软件设计方案

LED路灯智能控制系统的软件部分的设计，是基于模块化的设计思想，通常分为两个部分：基于ZigBee的控制设备软件以及上位机监控软件。ZigBee节点主要包括协调器和路由节点，ZigBee的路由节点主要控制路灯的场地设备终端，协调器节点是通过串口与PC机进行通信的网络中心节点[2]。

在LED路灯智能控制系统中，ZigBee设备主要有两种类型：协调节点和路由节点。协调节点的主要工作如下：①初始化协议栈并设置参数；②建立对应的网络；③维护网络拓扑结构,分配网络地址当其他节点加入和离开网络；④对定期监测的ZigBee节点监测的数据采集；⑤通过监测用于判断数据的无线传输中心，根据路灯数学的状态做相应的处理。

将LED路灯智能控制终端使用路由节点，进行相关的数据采集和无线传输。其主要包括以下具体任务：①搜索并加入相关网络；②收集来自传感器的数据；③通过与相邻的节点进行通信，路灯可以提前点亮。④把路灯的工作状态定期发送给协调器；⑤从协调器中获取状态数据，并根据状态数据进行相应的处理。

2.2 环保经济的供电系统设计

实际上，街道照明是由铺设电缆供电的。一盏路灯的用电量很小，但是整个城市路灯系统的用电量也是很大的。它需要燃烧大量的煤来发电，可见，这种路灯系统既不环保也不经济。因而在LED智能路灯控制系统的设计中，可以建立一个环保经济的路灯电源系统，并可以安装微型电池。太阳能和风能等可再生能源可用于存储路灯的电能，这样可以节省电缆敷设和电缆维护相关工作，不仅经济环保而且具有积极意义。

2.3 智能调光模板设计

智能调光膜板可以根据环境和周围的具体情况调节亮度，这主要是利用光敏传感器和红外传感器来有效地收集周围的数据。控制器根据这些数据进行有效的分析，从而判断路灯是否需要打开以及路灯需要打开的具体程度。光敏传感器收集阳光的强度，主控制器使用它来确定是白天还是晚上，如果光强度很大，则意味着是白天，这是关闭路灯的必要条件，如果光强度低，那就是夜晚，这需要打开路灯，晚上打开路灯时，红外传感器将判断是否有行人或车辆经过路灯，然后调节路灯的亮度。当车辆和行人经过时，路灯的亮度可以调暗，如果周围没有人，可以将亮度保持在较低的状态，以满足城市的正常生活，这样既能有效满足城市发展的需要，又能实现资源的节约[3]。

2.4 数据接口设计

在数据和智能节点之间的信息传输的过程中，数据接口需要被使用，这是实现节点交互信道。每个节点设计有6个接口，这样可以满足不同方向的信息交互。双绞线用于连接的CPN，和数据交换与所连接的智能节点进行。智能节点通过DCU接口实现与设备的通信，使智能节点能够获取相关的测控信息。在系统的开发和设计中有大量的硬件设备，如LED灯具、智能开关、控制器、传感器等。这些硬件都是基于标准的信息集，通过DCU接口与智能节点进行数据信息通信。在此前提下，单节点可根据DCU发送控制命令给相应LED灯的照明信息，计算出某盏LED灯的开关状态或照明设定值。

2.5 声光报警系统的设计

LED智能路灯控制系统的后期维护也是整个设计方案的重要组成部分。声光报警系统专为后期维护和检修而设计。声光报警装置采用光敏传感器，可以有效检测LED路灯的照明工作状况，并判断其开，关状态。光敏传感器由发光二极管及蜂鸣器组成，当LED路灯出现故障的时候，蜂鸣器会报警并同时使LED亮起，以便及时准确地发现故障，并进行报警。只有这样，LED智能路灯才能正常工作，控制系统有效运行。