led路燈智能控制系統(tǒng)設(shè)計_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  LED路燈智能控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>  內(nèi)容提要:LED路燈在當前已得到越來越多的應(yīng)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(shè)目的、系統(tǒng)設(shè)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(shè)計 </p><p>  中圖分類號:S611文獻標識碼: A </p><p><b>  一、系統(tǒng)建設(shè)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(yīng)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ǎ鶕?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(yīng)機制奠定基礎(chǔ);避免夜間有燈不亮、白天亮燈等百姓最關(guān)注的問題。 </p><p> ?、?/p>

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(wù)價值的工作中。 </p><p> ?、芫毐O(jiān)測:精細到每個照明設(shè)施組成部分的實時數(shù)據(jù)監(jiān)測,對設(shè)施壽命、質(zhì)量進行全程監(jiān)控,使得設(shè)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(shè)施分布一目了然,為整個照明設(shè)施建設(shè)規(guī)劃、

5、全面掌控提供詳盡的數(shù)據(jù)化支持。 </p><p> ?、藿?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(shè)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(shè)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>  ①路燈照明的公共服務(wù)屬性原則 </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(luò),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>  ②海量數(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(yīng)用出發(fā),對基礎(chǔ)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(yīng)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(shè)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(yīng)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(chǔ),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(yīng)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(shè)備必須嚴格設(shè)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(yīng)性要求尤其值得重視,包括高低溫適應(yīng)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(fù)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(yīng)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(yīng)用和具體實踐。其核心是將每一盞路燈接入網(wǎng)絡(luò),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(shè)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> ?、诂F(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(wù)器、通信設(shè)備、顯示輸出設(shè)備、報警設(shè)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> ?、墁F(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(yīng)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(yīng)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(yīng)操作或參看相關(guān)數(shù)據(jù)。 </p><p><b>  ②單燈控制功能 </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(yīng)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(yīng)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> ?、蹎螣舯O(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(yīng)小于1 小時; </p><p>  &#8226;系統(tǒng)應(yīng)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>  ④照明場景管理 </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(yīng)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(shè)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(shè)定特殊的照明策略; </p><p>  &#8226;可通過定時任務(wù)方式按照特定時間執(zhí)行相應(yīng)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>  ⑤快速的定時任務(wù)設(shè)置 </p><p>  &#8226;應(yīng)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(wù); 定時任務(wù)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(yīng)能支持定時任務(wù)設(shè)定后的模擬運行,便于操作人員檢查定時任務(wù)設(shè)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(yīng)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(yīng)用,同時滿足與其他管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對接; </p><p>  &#8226;應(yīng)提供地圖放大、縮小、平移、距離測量、設(shè)備框選等功能。 </p><p>&

23、lt;b>  ⑦維修流程處理 </b></p><p>  &#8226;系統(tǒng)在接收到相應(yīng)故障信息后,可編制維修工單,并委派給相應(yīng)維修人員,同時自動跟進維修進度并生成相應(yīng)報表; </p><p>  &#8226;系統(tǒng)應(yīng)支持維修工單逾期告警功能,并對及時修復(fù)率進行考核; </p><p>  &#8226;系統(tǒng)應(yīng)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> ?、鄨缶邦A(yù)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(yù)警功能; </p><p>  設(shè)備報警應(yīng)包含:燈具故障,誤亮燈,未亮燈,通信故障等;智能預(yù)警應(yīng)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(yīng)支持5 年以上歷史數(shù)據(jù)可查、系統(tǒng)應(yīng)自動生成各類報表,需按月、年生成亮燈率、設(shè)施完好率、及時修復(fù)率、節(jié)能率等統(tǒng)計報表。 </p><p&g

26、t; ?、饣谑謾C的應(yīng)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(shè)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(shè)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(shè)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 </

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