智能路燈管制系統(tǒng)設計與利用斟酌

隨著內地城市和經(jīng)濟的快速成長，城市照明交通安全和燈飾美工工程也越來越遭到普遍重視，同時為了契合浪費型、可繼續(xù)性成長社會的規(guī)范，發(fā)生了對路燈、燈飾工程監(jiān)管改造的需求。傳統(tǒng)路燈的照明和維護存在糜費大，路燈運用壽命短，遠程操控、巡查不能監(jiān)控，人任務業(yè)量大，毛病維修反響效率低，統(tǒng)計查詢功用弱等景象。關于“全夜燈”照明構成的糜費和“半夜全滅或半滅燈”帶來的交通安全疑問，都是能夠完成智能維護的。故如何議決智能控制系統(tǒng)對路燈舉行迷信和智能的監(jiān)管，采用何種通訊網(wǎng)絡技術和智能控制器，運用何種路燈控制方式都是值得重視和揣摩的。本文從智能控制型路燈完成的根本原理和優(yōu)勢著手，剖析了它應具有的普通功用：遙控、遙測、遙信、遙監(jiān)、遙視、自動反應、自動報警、統(tǒng)計、查詢和打印，同時議決通訊網(wǎng)絡技術和控制方式說明了智能路燈控制系統(tǒng)的設計和使用。
　　l 智能控制型路燈完成根本實際和優(yōu)勢
　　智能控制型路燈是運用先進的通訊手腕，計算機網(wǎng)絡技術、自動控制技術、新型傳感技術與自動檢測技術等構成的無線監(jiān)控系統(tǒng)，高速精確地對路途照明、城市燈飾工程、廣場照明、橋梁和隧道照明等系統(tǒng)舉行智能監(jiān)控，完成對遠程路燈和電源施行遙控、遙測、搖監(jiān)、遙視、搖信等功用，便于明白路燈運轉情況以及它的維修和保養(yǎng)，能提高路燈運轉質量和效率，為動力浪費和發(fā)明浪費型社會打下根本。路燈智能控制系一致般由控制中心主站、各點測控分站、通訊系統(tǒng)三大局部組成。主站首要由計算機和網(wǎng)絡構成，擔任維護、控制整個系統(tǒng)的運轉，其兼容性和容量大小可靈敏配置；通訊普通采用無線或無線與有線相結合的方式，當前無線技術有GSM 短信息網(wǎng)、GPRS數(shù)傳電臺、CDPD公共無線數(shù)據(jù)網(wǎng)，或使用單片機完成路燈控制器的TCP／IP協(xié)議(完成自己數(shù)據(jù)的高速傳輸和及時控制)等技術；而各分站點議決裝置單片機或新技術配備(如LONWORKS技術)構成其控制器，從而抵達與主站通訊、接受命令、執(zhí)行開關、控制電壓、控制時間、反應數(shù)據(jù)信息等功用。智能控制型路燈完成流程能夠是多種多樣，但無外乎都是：主站計算機控制中心+適宜的通訊手腕或方式+各分站集中智能控制器+路燈控制系統(tǒng)的方式，其普通完成原理如圖1所示。隨著科技和信息產(chǎn)業(yè)的成長，圖中任一個環(huán)節(jié)完成起來都能夠采用其他方式或辦法，在此不贅述。
　　

針對傳統(tǒng)路燈運用缺陷，采用智能控制型路燈的優(yōu)勢如下：
　　(1)浪費電力資源和維護路燈。降低了“全夜燈”、“后夜燈”、電燈在后半夜的高電壓形態(tài)下任務的情況，這樣不只浪費了電能資源，并且還維護了電燈，延伸了其運用壽命。
　　(2)可施行遠程監(jiān)控和維護。智能控制路燈系統(tǒng)的采用將可對所有路燈舉行及時、全程全天候地監(jiān)控和維護，集中控制、監(jiān)視和檢驗，大大降低了后期人力、物力、財力的投入，同時提高了巡查配備和路燈時的任務效率。
　　(3)及時反響和采取恰當辦法保證低毛病率。由于能及時對分站配備和路燈舉行遠程遙控、遙測和搖視，同時它們也可以自己議決報警系統(tǒng)將數(shù)據(jù)反應給主站系統(tǒng)，這樣能及時發(fā)覺毛病和疑問，并聯(lián)絡工人點對點地舉行維修，防止逐站逐點巡查和發(fā)覺疑問、反響緩慢的情況。
　　(4)智能化、信息化、數(shù)據(jù)化水平高。由于主站和分站大量采用計算機和網(wǎng)絡技術，路燈的全體控制智能化、信息化水平相當高，且從分站搜集、反應給主站的數(shù)據(jù)量也較大，這為智能系統(tǒng)開發(fā)決策和優(yōu)化、維修和維護提供了根本。
　　2 智能控制型路燈完成根本功用
　　2．1 遠程遙控功用
　　采用智能控制系統(tǒng)的路燈開關、亮度調理、時間控制等方式都能完成遠程遙控，抵達時控方式、光控方式、壓控方式、聲控方式、旁路方式的目標。下載開關燈時間表到分站控制器，依據(jù)經(jīng)緯度、時節(jié)、節(jié)假日及不一樣的天氣情況舉行的“時控”，可完成路燈全夜燈和半夜燈自動定時控制，維護人員可針對詳細的情況對某一個或多個終端隨時舉行開關控制(分組、分區(qū)、全市開關等方式)；還可依據(jù)時節(jié)和天氣的改動舉行的“光控”和“壓控”，議決分站集中控制器調理特殊天氣和時段條件下的電壓，從而完成路燈的光照強度的改動，抵達“光控”的目標，這樣不只浪費電能，并且也維護了路燈，延伸了它們的運用壽命；還可依據(jù)路燈上的傳感器感應公路上行車和行人的聲響、速度，將這些信息反應給分站控制中心，由分站智能控制器決議能不能翻開燈，以及翻開燈的數(shù)目和光照強度。上述設計遙控方式，可依據(jù)詳細情況酌情思索選用。

2．2 遙測、遙信功用
　　議決分站集中控制器對區(qū)域內路燈數(shù)據(jù)(照及時電壓、電流、接觸器形態(tài)、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、用電量等)的檢測和采集，再由無線或有限通訊手腕，將數(shù)據(jù)反應給主站控制中心，進而剖析各區(qū)域內每盞路燈的任務情況，明白它們的實踐運用功率，開關次數(shù)、照顧強度、亮燈率、浪費電能資源等方面。
　　2．3 遙監(jiān)、遙視功用
　　關于現(xiàn)場檢測的數(shù)據(jù)和信息，議決網(wǎng)絡傳輸給控制中心，可由控制中心的計算機LCD舉行圖文顯示，如配上GIS和GPS的有關硬件和軟件，則可對這些數(shù)據(jù)和信息，舉行及時監(jiān)視和維護，真實意義上表現(xiàn)出維護無人化、系統(tǒng)服務高效化、反響維護高速化的特征。
　　2．4 自動檢測、反應、報警功用
　　議決中心控制主站對分站集中控制器的命令，集中控制中心對區(qū)域內各路燈舉行及時監(jiān)控和巡查，假設發(fā)覺異常情況，如在不該亮燈和熄燈的時分發(fā)作“時控”失靈毛病、電流和電壓超越上下限構成“光控”失靈、尚有招致電燈不能正常任務的其他配備和控制器毛病等，就將這些數(shù)據(jù)議決通訊手腕反應給中心控制主站，主站議決聲響報警來惹起留意，如有GIS天文信息系統(tǒng)，則能快速顯示出毛病點區(qū)域信息，再由中心職務人員或計算機、網(wǎng)絡自動聯(lián)絡有關維修人員，這樣不只大大提高檢測、巡查任務的效率，降低了人員任務強度，并且提高了整個路燈系統(tǒng)的反響機制和處置突發(fā)事情的才干。
　　2．5 統(tǒng)計、查詢和打印功用
　　智能控制系統(tǒng)中心能對采集反應的及時數(shù)據(jù)和信息舉行存儲、統(tǒng)計和分類，以表格、曲線、直方圖等顯示出來，可依據(jù)年、月、日統(tǒng)計數(shù)據(jù)舉行查詢，同時可議決本文打印出來作剖析和揣摩。還可配上有關維護軟件，對實測數(shù)據(jù)和信息舉行維護和分類，以便愈加直觀地明白全體路燈運轉情況，如每月毛病類別分類統(tǒng)計，某區(qū)域內路燈開關、繼續(xù)任務時間、亮燈率情況，電源點電量統(tǒng)計，電源過負荷毛病剖析情況，“時控和光控”條件下的電量浪費情況等。
　　2．6 其他功用
　　可依據(jù)須要，舉行衛(wèi)星校時、信息存儲維護、終端配置維護等功用。
　　3 基于通訊網(wǎng)絡的智能路燈控制系統(tǒng)設計與使用
　　無論是何種智能路燈控制系統(tǒng)，都須要舉行遠程監(jiān)測和維護，這肯定須要通訊網(wǎng)絡，而通訊方式有許多種，如采用電信系統(tǒng)網(wǎng)絡、Internet、或其他網(wǎng)絡等。其中屬Internel．功用最強悍、速度和效率最快，它能夠議決各地域的分控制器或控制柜，嵌人計算機模塊，完成它們的TCP／IP協(xié)議，從而能夠使得分控制器能夠接受主控制中心的遠程命令和維護，同時它也可以依據(jù)須要就信息數(shù)據(jù)給予中心及時的反應，這種方式是值得倡議和推行的?，F(xiàn)引見幾種其他通訊方式的使用。
3．1 基于GSM／GPRS的智能路燈控制系統(tǒng)設計與使用
　　智能控制型路燈的遠程通訊辦法許多，采用電信系統(tǒng)中的GSM(Global System for Mobile Communieation，全球挪動通訊系統(tǒng))或GPRS(General Packet RadioService，通用分組無線業(yè)務)網(wǎng)絡來完成智能控制路燈的遠程維護和監(jiān)控，使用GSM的本錢低、頻譜使用率高、系統(tǒng)容量大、保密性好、抗攪擾才干強、自動遨游等優(yōu)點，直接把要發(fā)的信息加上目標地址發(fā)送即可；而GPRS是在GSM系統(tǒng)的根本上使用分組交流技術樹立的，它在兼容GSM的同時能在網(wǎng)絡上傳輸高速數(shù)據(jù)，使用GPRS的資源使用率高、傳輸速度快、接入時間短、隨時在線訪問查詢、支持TCP／IP協(xié)議等優(yōu)點，故GPRS網(wǎng)絡特別適宜于頻發(fā)小數(shù)據(jù)量的及時傳輸，這正好契合智能控制路燈的遙控設計思緒。
　　路燈智能監(jiān)控系統(tǒng)是一個散布式、集散型、網(wǎng)絡化、全開放的監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控中心對全體路燈系統(tǒng)控制，向分控點發(fā)出命令，對分控點的運轉形態(tài)、電流、電壓、電量等參數(shù)舉行采集，并將信息反應給監(jiān)控中心，供顯示屏顯示、打印機打印及維護人員剖析處置，同時對分站內路燈舉行開／關控制，如圖2所示。

　
　　隨著計算機嵌入式技術的成長，通常能夠使用GSM和GPRS的技術模塊嵌入到現(xiàn)場單片機控制器中，從而完成無線遠程路燈的智能監(jiān)控和維護，為交通運輸工程提供高速、在線、通明的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡，如圖3所示。

　　3．2 基于ZigBee網(wǎng)絡的智能路燈控制系統(tǒng)設計與使用
　　ZigBee是IEEE 802．15．4協(xié)議的代名詞。依據(jù)這個協(xié)議規(guī)則的技術是一種短距離、低功耗的無線通訊技術。其特征是近距離、低龐雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低本錢。首要適宜用于自動控制和遠程控制范圍，能夠嵌入各種配備。簡而言之，ZigBee就是一種廉價的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術。它是一個由可多到65 000個無線數(shù)傳模塊組成的一個無線數(shù)傳網(wǎng)絡平臺，在整個網(wǎng)絡范圍內，每一個ZigBee網(wǎng)絡數(shù)傳模塊之間能夠相互通訊，每個網(wǎng)絡節(jié)點間的距離可依據(jù)須要從規(guī)范的75 m無限擴展。

正是使用ZigBee網(wǎng)絡的特征，將其使用到智能路燈無線控制系統(tǒng)中，這使得在路燈維護中十分適宜運用ZigBee技術。運用ZigBee無線通訊，可完成如下功用：無線控制、信號傳遞、傳遞一些輔佐控制信號和監(jiān)視信號、高速巡檢、交通燈智能維護等。
　　4 基于控制方式的智能路燈控制系統(tǒng)設計與使用
　　傳統(tǒng)的智能路燈控制普通采用：時問控制、光照控制等，這類控制普通是依據(jù)時節(jié)、氣候、時差等要素，由首要控制中心對某一區(qū)域內的交通路燈舉行開關、時間、光照強度調控的方式。這類控制方式在特殊時段對交通熄燈、降低亮燈率、降低光照強度的做法，雖然浪費了電資源，愈加經(jīng)濟，但是也為交通安全增添了隱患。
　　許多揣摩組織發(fā)覺，路燈一開端點亮時所需電壓大于等于額外電壓，在運用固定現(xiàn)在僅須要較低一些的電壓任務即可；據(jù)揣摩，照亮堂度降低10％，人眼的感光度僅僅降低僅為1％；而路途在后半夜時，屬于用電低峰時期，電燈的實踐運用電壓會漸漸長高．這不只加強了路燈的亮度、構成電資源糜費，并且縮減了電燈的運用壽命。故基于上述觀念，出現(xiàn)了許多電壓控制的方式，即在特殊時段或依據(jù)詳細須要，議決各分控制器調控路燈的實踐運用電壓，這有效地克制了上述缺陷。
　　如今出現(xiàn)了愈加智能、愈加節(jié)能、且同時也不降低交通安全的控制方式：“隨需而控”。將無線通訊技術、微機電MEMS系統(tǒng)和傳感技術融合到一同的無線傳感器網(wǎng)絡技術，它議決裝置在路燈上的光學、聲學、電學、速度傳感器(多普勒探測器)，或采用上述光學、聲學、電學、速度的探測器(監(jiān)控自然條件的亮度、路途行人和行車的聲響和速度、電燈的實踐運用電壓和功率等)，然后配上智能單片機或PLC控制器和無線通訊技術，完成對路燈的開關、亮度調理、電壓調理以及亮電燈率的控制。使用該智能路燈控制系統(tǒng)(見圖4)，只需路上有人或車輛議決時路燈才點亮，且可依據(jù)行人和車輛議決的聲響、速度智能地翻開前面必須數(shù)目標路燈，同時熄滅經(jīng)歷路段的路燈，在提高路燈使用率、浪費電資源的同時，又滿足了在夜間行人、車輛出行時的路途照明，確保了交通安全。

　5 結 語
　　(1)針對當前路途照明系統(tǒng)中存在的疑問，剖析了智能控制型路燈完成的根本實際和其優(yōu)勢：浪費電力資源和維護路燈；可施行遠程監(jiān)控和維護；及時反響和采取恰當辦法保證低毛病率；智能化、信息化、數(shù)據(jù)化水平高。
　　(2)議決系統(tǒng)揣摩發(fā)覺，智能控制型路燈普通應該具有遙控、遙測、遙信、遙監(jiān)、遙視、自動反應、自動報警、統(tǒng)計、查詢和打印的功用。
　　(3)從通訊網(wǎng)絡和控制方式的角度，剖析了智能路燈控制系統(tǒng)的設計，為下一步智能系統(tǒng)的施行和采用打下根本。