led路燈智能控制系統(tǒng)設計

1、<p>　　LED路燈智能控制系統(tǒng)設計</p><p>　　內(nèi)容提要：LED路燈在當前已得到越來越多的應用，一些城市甚至已經(jīng)將傳統(tǒng)的高壓鈉燈全部都更換為LED路燈，不過，在更換為LED路燈后，卻沿用了傳統(tǒng)光源的控制方式，使得路燈的控制方式單一，不便于管理，且浪費了較多的能源。本文從智能控制系統(tǒng)的建設目的、系統(tǒng)設計原則、系統(tǒng)架構(gòu)、后臺控制軟件的基本功能等幾方面加以闡述，以希望讀者能從中吸取有益經(jīng)驗。 &l

2、t;/p><p>　　關(guān)鍵詞：LED路燈 智能控制 設計 </p><p>　　中圖分類號：S611文獻標識碼： A </p><p><b>　　一、系統(tǒng)建設目的 </b></p><p>　　道路照明智能控制系統(tǒng)使用物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、自組網(wǎng)、云計算等高新技術(shù)，通過單燈控制、單燈監(jiān)測的方式，相較傳統(tǒng)管理模式，應達到以下幾項基

3、本功能： </p><p>　?、侔葱枵彰鳎夯诟泳毣目刂品椒?，根據(jù)天氣規(guī)律、人車活動規(guī)律、重要路段照明等要求，靈活調(diào)整路面照度，真正做到保障交通安全與節(jié)能減排之間的完美契合。 </p><p>　　②主動發(fā)現(xiàn)：精細到每盞燈、每個組件的故障由系統(tǒng)主動上報，為建立快速的維修響應機制奠定基礎；避免夜間有燈不亮、白天亮燈等百姓最關(guān)注的問題。 </p><p>　　③

4、高效管理：精細到每盞燈的工作情況一目了然，減少日常大量的巡燈工作，合理規(guī)劃維修維護路徑，使得人力資源能夠投入到更具有服務價值的工作中。 </p><p>　?、芫毐O(jiān)測：精細到每個照明設施組成部分的實時數(shù)據(jù)監(jiān)測，對設施壽命、質(zhì)量進行全程監(jiān)控，使得設備采購、更換更加科學、準確。 </p><p>　?、莺侠硪?guī)劃：基于現(xiàn)代化的專業(yè)地理信息系統(tǒng)，所有路燈設施分布一目了然，為整個照明設施建設規(guī)劃、

5、全面掌控提供詳盡的數(shù)據(jù)化支持。 </p><p>　　⑥經(jīng)濟投入：高科技并不意味著高投入，無需布線、維護簡單、超長壽命是城市路燈智能管理系統(tǒng)的基本要求。 </p><p>　　二、系統(tǒng)基本設計原則 </p><p>　　智慧城市照明是指將城市中的每一盞路燈、每一處景觀亮化通過信息傳感設備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)集中、遠程、智能控制與管理，需要將物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、云計算、

6、互聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù)融合在一起，以實現(xiàn)按需照明和精細化管理的目的。 </p><p>　?、俾窡粽彰鞯墓卜諏傩栽瓌t </p><p>　　優(yōu)先保證路燈的功能性，保障夜間活動安全，提高夜晚環(huán)境質(zhì)量，構(gòu)建城市夜晚的明暗層次和主次脈絡，增強市民夜間活動的意愿。通過市民活動區(qū)域的分析，充分發(fā)揮照明之于城市的社會功能，根據(jù)城市不同區(qū)域（居住、商業(yè)、工業(yè)等）的功能需要，為各分區(qū)的活動和相互間的交通、聯(lián)

7、系提供區(qū)別化的照明時間和照度水平。 </p><p>　　實現(xiàn)照明功能性要求和照明節(jié)能之間的最佳契合點。通過采用單燈控制與無級調(diào)光，結(jié)合地理信息系統(tǒng)，根據(jù)每盞路燈所處的環(huán)境及交通等因素合理分時選擇其照明輸出，滿足道路照明要求的原則下達到最優(yōu)的節(jié)能效率，實現(xiàn)真正的按需照明。 </p><p>　?、诤Ａ繑?shù)據(jù)的智能處理與分析原則 </p><p>　　采用基于單燈管理的

8、LED 道路照明物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)后，對于每盞燈具均能實現(xiàn)控制與數(shù)據(jù)采集。但隨著數(shù)據(jù)點的大量增加，必須從應用出發(fā)，對基礎數(shù)據(jù)優(yōu)先級劃分，有區(qū)別的實現(xiàn)數(shù)據(jù)展現(xiàn)及重要信息的優(yōu)先獲得，且定義準確的智能分析策略。 </p><p>　　對于大數(shù)量的燈具進行控制，同時又能達到每盞燈具均能做到按需照明，則必須采用合理的、快速的控制方法，管理系統(tǒng)不應造成管理人員、使用人員、維護人員的工作負擔。 </p><p&

9、gt;　?、巯到y(tǒng)設計及技術(shù)選擇的原則 </p><p>　　由于照明功能與地理信息緊密相關(guān)，真正的按需照明實現(xiàn)必須緊密結(jié)合地理信息系統(tǒng)，根據(jù)每盞燈具所處位置、所應該擔負的照明職能，結(jié)合時間和外部因素變化，合理的實現(xiàn)控制與數(shù)據(jù)監(jiān)測。 </p><p>　　作為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重要基礎，單一通信方式很難解決道路中所面臨的各種環(huán)境，因此系統(tǒng)必須支持多種通信技術(shù)，而每種通信技術(shù)均應能實現(xiàn)免布線、自組網(wǎng)

10、、自識別、自愈等多項要求。 </p><p>　　系統(tǒng)的現(xiàn)場硬件設備必須嚴格設計與選型，在戶外道路環(huán)境及供電環(huán)境多變的情況下，其環(huán)境適應性要求尤其值得重視，包括高低溫適應性、防水防塵等級、抗雷擊、防浪涌等。 </p><p>　　作為管理系統(tǒng)而言，專業(yè)并不意味著復雜。簡單易用才能讓管理人員能夠有效的開展工作，真正能夠發(fā)揮系統(tǒng)的價值，而不應成為工作的負擔。 </p><p

11、>　　充分考慮全周期參與人員及部門的技術(shù)水平及方便性。 </p><p><b>　　三、系統(tǒng)架構(gòu) </b></p><p>　　基于單燈管理的LED 道路照明智能控制系統(tǒng)從本質(zhì)上講是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字化城市管理中的現(xiàn)實應用和具體實踐。其核心是將每一盞路燈接入網(wǎng)絡，以實現(xiàn)精確地理位置定位、遠程可調(diào)可控、運行狀態(tài)在線跟蹤，從而實現(xiàn)決策支持力度、資產(chǎn)管理力度和透明度的

12、增加。 </p><p>　　一個典型的系統(tǒng)包含以下三級設備邏輯層和兩級通信層： </p><p><b>　?、僦悄軉螣艨刂破?</b></p><p>　　智能單燈控制器能夠上傳數(shù)據(jù)并接收現(xiàn)場智能基站轉(zhuǎn)發(fā)的相關(guān)數(shù)據(jù)和命令，負責對燈具運行的監(jiān)測、控制、調(diào)光等管理。 </p><p><b>　　②現(xiàn)場智能基站

13、 </b></p><p>　　現(xiàn)場智能基站安裝于照明配電柜或控制箱內(nèi)，根據(jù)監(jiān)控中心下發(fā)的運行參數(shù)和命令，負責照明配電柜或控制箱內(nèi)的路燈線路的數(shù)據(jù)采集、控制和管理，實現(xiàn)安全防護，與智能單燈控制器通過現(xiàn)場短距通信層進行數(shù)據(jù)交換，與監(jiān)控中心通過遠程通信層進行數(shù)據(jù)交換。 </p><p><b>　?、郾O(jiān)控中心 </b></p><p>

14、　　由計算機、數(shù)據(jù)庫服務器、通信設備、顯示輸出設備、報警設備等硬件和能將計算機集成、監(jiān)控、通信、專業(yè)GIS、工作流等相關(guān)技術(shù)融合運用的軟件組成，對現(xiàn)場智能基站和智能單燈控制器進行管理。 </p><p><b>　　④現(xiàn)場通信層 </b></p><p>　　現(xiàn)場短距通信層是指現(xiàn)場智能基站與智能單燈控制器之間的通信信道，一般采用免布線、自組網(wǎng)、低功耗的電力載波通信或微

15、功率無線通信技術(shù)。 </p><p><b>　?、葸h程通信層 </b></p><p>　　遠程通信層是指現(xiàn)場智能基站與監(jiān)控中心之間的通信信道，包括公用無線數(shù)據(jù)傳輸信道和無線專用數(shù)據(jù)傳輸信道。 </p><p>　　四、應用軟件基本功能 </p><p>　?、倩跒g覽器的多用戶登錄 </p><p

16、>　　系統(tǒng)應具備配管理員、操作員、維修員、參看者四級權(quán)限，每用戶可根據(jù)授權(quán)登錄系統(tǒng)并進行相應操作或參看相關(guān)數(shù)據(jù)。 </p><p><b>　?、趩螣艨刂乒δ?</b></p><p>　　&#8226;用戶可對任意一盞燈、任意一組燈、所有燈進行開、關(guān)、調(diào)光、查詢操作； </p><p>　　&#8226;系統(tǒng)應能將控制命

17、令的執(zhí)行結(jié)果進行同步刷新，開、關(guān)、調(diào)光狀態(tài)應能及時反映到客戶端，以便用戶能快速驗證執(zhí)行結(jié)果，單燈具狀態(tài)刷新時間小于10s。 </p><p><b>　　③單燈監(jiān)測功能 </b></p><p>　　&#8226;可監(jiān)測任意一盞燈的電流、電壓、有功功率、功率因數(shù)、電量、壽命等數(shù)據(jù)，可實時召測或選定時間定時采集相關(guān)數(shù)據(jù)； </p><p>

18、;　　&#8226;單次全部燈具完成數(shù)據(jù)采集周期應小于1 小時； </p><p>　　&#8226;系統(tǒng)應能自動生成并更新所有燈具的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，可全面掌控燈具工作狀態(tài)、故障狀態(tài)、壽命狀況，為決策提供詳盡數(shù)據(jù)支持； </p><p><b>　?、苷彰鲌鼍肮芾?</b></p><p>　　&#8226;可對所有燈具采

19、用場景方式管理，可快速將每盞燈具切換到不同的亮度組合，實現(xiàn)真正、快速的按需照明； </p><p>　　&#8226;系統(tǒng)應能為快速路、主干道、次干道、支路等不同道路等級分別快速設定有區(qū)分的照明控制策略（包括開、關(guān)、調(diào)光等），并能對其中重要位置（例如彎道、交匯區(qū)等）快速設定特殊的照明策略； </p><p>　　&#8226;可通過定時任務方式按照特定時間執(zhí)行相應照明場景，

20、或在特殊情況下手動調(diào)用并執(zhí)行任意照明場景。 </p><p>　?、菘焖俚亩〞r任務設置 </p><p>　　&#8226;應能根據(jù)GPS 天文鐘實現(xiàn)供電回路的定時開關(guān)控制； </p><p>　　&#8226;可為平日、周末、節(jié)日等制定不同的照明定時任務； 定時任務下發(fā)到集中控制器后，即使與主站失去連接也能按既定策略正常運行； </p>

21、<p>　　&#8226;系統(tǒng)應能支持定時任務設定后的模擬運行，便于操作人員檢查定時任務設置 </p><p>　　的合理性，檢查結(jié)果確認后再下發(fā)到集中控制器進行實際運行。 </p><p>　?、藁趯I(yè)地圖的管理 </p><p>　　&#8226;所有燈具均直觀展現(xiàn)在地圖上,并根據(jù)燈具狀態(tài)呈現(xiàn)不同樣式，使用者一目了然； </

22、p><p>　　&#8226;應具有專業(yè)的地圖引擎，兼容多種地圖數(shù)據(jù)格式，既可使用GOOGLE/BAIDU等第三方地圖數(shù)據(jù)，也可使用ARCGIS/MAPINFO 等專業(yè)地圖數(shù)據(jù)；以便于支持更加專業(yè)的地圖應用，同時滿足與其他管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對接； </p><p>　　&#8226;應提供地圖放大、縮小、平移、距離測量、設備框選等功能。 </p><p>&

23、lt;b>　?、呔S修流程處理 </b></p><p>　　&#8226;系統(tǒng)在接收到相應故障信息后，可編制維修工單，并委派給相應維修人員，同時自動跟進維修進度并生成相應報表； </p><p>　　&#8226;系統(tǒng)應支持維修工單逾期告警功能，并對及時修復率進行考核； </p><p>　　&#8226;系統(tǒng)應能對維修結(jié)果

24、進行自動校驗，并在維修完成后自動完成狀態(tài)更新。 </p><p><b>　　⑧報警及預警功能 </b></p><p>　　系統(tǒng)在線實時監(jiān)測燈具運行狀態(tài)，并提供強大的報警及預警功能； </p><p>　　設備報警應包含：燈具故障，誤亮燈，未亮燈，通信故障等；智能預警應包含：道路燈具故障超限，燈具批量壽命到期，維修工單處理逾期等。 </

25、p><p>　?、峥啥ㄖ频膱蟊砉δ?</p><p>　　系統(tǒng)提供全面的、自動計算更新的分析報表，包括主要幾個組成部分： </p><p>　　全面的資產(chǎn)狀態(tài)評估報表、節(jié)能效益評估分析報表、故障及維修分析報表、系統(tǒng)應支持5 年以上歷史數(shù)據(jù)可查、系統(tǒng)應自動生成各類報表，需按月、年生成亮燈率、設施完好率、及時修復率、節(jié)能率等統(tǒng)計報表。 </p><p&g

26、t;　?、饣谑謾C的應用APP </p><p>　　為方便用戶在系統(tǒng)新建、維護過程中實現(xiàn)快速的處理流程，需提供手持設備在現(xiàn)場進行管理。通過手機即可進行燈具安裝、調(diào)試、維修、檢查等工作，節(jié)省用戶的操作時間。 </p><p><b>　　[參考文獻] </b></p><p>　　1．錢冬杰，淺談路燈智能控制[J]；科技致富向?qū)В?012年14

27、期 </p><p>　　2．李健、蔣全勝、任靈芝，智能路燈控制系統(tǒng)設計[J]；工業(yè)控制計算機；2010年06期 </p><p>　　3．閆超、倪建成，基于GPRS的智能路燈Web監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]；軟件導刊；2012年04期 </p><p>　　4．王志民、李晟，基于GSM短信通訊的路燈智能監(jiān)控系統(tǒng)[J]；自動化與儀器儀表；2006年05期 </