城市智慧照明控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

　　摘要：基于在城市建設(shè)過程中，智能化道路交通照明管理系統(tǒng)作為未來城市智慧照明的一大主流方向。闡述城市智慧照明控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用，包括遠(yuǎn)程遙控、遙測遙信、警報統(tǒng)計、通信需求。

　　本文源自集成電路應(yīng)用,2020,37(11):72-73.《集成電路應(yīng)用》雜志1984年創(chuàng)刊，是國家新聞出版總署批準(zhǔn)，中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司主管，上海貝嶺股份有限公司主辦，上海市集成電路行業(yè)協(xié)會、深圳市半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會協(xié)辦的電子電工、電力、半導(dǎo)體材料、集成電路等領(lǐng)域的綜合性學(xué)術(shù)期刊。現(xiàn)為上海市集成電路行業(yè)協(xié)會會刊，屬國家一級刊物。是集學(xué)術(shù)性、應(yīng)用性極強(qiáng)的集成電路產(chǎn)業(yè)權(quán)威中文雜志。

　　隨著我國城市建設(shè)的飛速發(fā)展，智慧城市的規(guī)劃方針已經(jīng)十分明確，智慧城市的建設(shè)已有條不紊地進(jìn)行。而在智慧城市建設(shè)過程中，城市的照明控制系統(tǒng)作為其中最為重要的一項(xiàng)組成部分，對于城市的智慧化、智能化建設(shè)具有重要的影響作用。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對于城市的照明設(shè)施建設(shè)的關(guān)注度也在不斷提升。特別是在近幾年，政府對于城市照明設(shè)施的建設(shè)投入了巨大的資金，通過建設(shè)現(xiàn)代化的城市照明系統(tǒng)，能夠有效改善城市環(huán)境，提升城市的面貌。而在此背景下，我國城市道路交通照明控制系統(tǒng)取得了很大的進(jìn)步。但也存在著一些問題仍未得到有效的解決。特別是在城市照明系統(tǒng)的管理以及控制方面，存在著很大的不足。在一些中小型城市，主要采取時控法，對城市的照明系統(tǒng)進(jìn)行控制，但控制的效果不佳，并未體現(xiàn)出城市建設(shè)的智能化特征。這些落后的照明系統(tǒng)建設(shè)不便于對其進(jìn)行管理，而且還會造成能源的浪費(fèi)。對此，本文主要研究城市智慧照明控制系統(tǒng)的設(shè)計以及運(yùn)用，僅供參考。

　　1、城市智慧照明系統(tǒng)的功能設(shè)計

　　1.1遠(yuǎn)程遙控功能

　　智慧城市的建設(shè)，對于城市照明系統(tǒng)的智能化要求極高[1]。為了能夠充分體現(xiàn)出城市智慧照明系統(tǒng)所具備的智能化特征，針對系統(tǒng)的燈路開關(guān)、時間控制、亮度調(diào)節(jié)都應(yīng)該采取遠(yuǎn)程遙控的方式，對其進(jìn)行統(tǒng)一的管理。通過設(shè)計遠(yuǎn)程遙控功能，能夠有效地達(dá)到實(shí)時控制、智能控制的目的。在具體設(shè)計過程中，可以將開關(guān)燈的時間進(jìn)行錄入，保存在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，而后根據(jù)不同的季節(jié)、天氣、假日等情況進(jìn)行分類，從而實(shí)現(xiàn)智慧照明的“實(shí)時控制”。相關(guān)管理人員只需要在終端進(jìn)行遙控，就能夠?qū)Τ鞘腥康恼彰飨到y(tǒng)進(jìn)行總控。與此同時，通過設(shè)計“光控”功能的智慧照明系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠自動化的根據(jù)氣候、季節(jié)、日照等諸多因素，對城市照明設(shè)備進(jìn)行智能化調(diào)節(jié)。同時，可以對照明設(shè)備的亮度進(jìn)行調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)控。在實(shí)際設(shè)計過程中，通過分站集中控制器調(diào)節(jié)特殊天氣和時段條件下的功率，可以對城市照明系統(tǒng)的光照度進(jìn)行控制，這樣不需要人為地對其進(jìn)行操作，就能夠?qū)崿F(xiàn)光控的目的。此種設(shè)計方式具有節(jié)能環(huán)保的一大優(yōu)勢，同時還能夠延長城市照明設(shè)備的使用壽命，保護(hù)城市照明設(shè)備能夠正常使用。與此同時，還可以將視覺感應(yīng)技術(shù)融入其中，通過在城市照明系統(tǒng)中加裝傳感器，就能夠根據(jù)路面的通行情況，合理的對城市照明設(shè)備進(jìn)行控制，同樣具有良好的環(huán)保效益。

　　1.2遙測、遙信功能

　　此種功能的實(shí)現(xiàn)，主要通過系統(tǒng)內(nèi)部的控制器對某一區(qū)域內(nèi)的城市照明設(shè)備的實(shí)際情況進(jìn)行檢測，并且借助載波通信技術(shù)，將所搜集到的城市照明設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行反饋，將這些數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制終端，對城市各個區(qū)域的照明設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行分析。從而能夠有效地了解城市區(qū)域照明的具體情況，并且更加統(tǒng)一的對其進(jìn)行管理，了解這些設(shè)備的使用功率，包括開關(guān)次數(shù)、照明強(qiáng)度、亮燈率等數(shù)據(jù)信息，都能夠得到良好的管控，最終可以達(dá)到節(jié)約電能資源的目的。

　　1.3警報、統(tǒng)計功能

　　城市智慧照明控制系統(tǒng)的警報功能設(shè)計尤為重要。通過設(shè)置城市照明系統(tǒng)的自動檢測、反饋、報警功能，能夠?qū)^(qū)域照明設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時的控制。并且在正常照明過程中，一旦某一區(qū)域的照明設(shè)備出現(xiàn)了故障問題，系統(tǒng)能夠在第一時間上報，并且發(fā)出警示，提示相關(guān)人員對其進(jìn)行故障排查與維修，具有良好的應(yīng)用效果。通過遠(yuǎn)程控制管理中心對各個區(qū)域的照明設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)查，并且在終端發(fā)送控制命令，就能夠?qū)崿F(xiàn)對城市內(nèi)各個區(qū)域的路燈的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時的巡查監(jiān)控。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，可以借助定位手段，第一時間查詢到故障產(chǎn)生的區(qū)域，對照明設(shè)備的異常情況進(jìn)行檢修。在這一過程中，通過警報功能，遠(yuǎn)程控制管理中心能夠得到相關(guān)的警報指示，迅速找出故障點(diǎn)所在的城市區(qū)域，下達(dá)到相關(guān)的維修人員對其進(jìn)行維修。通過設(shè)計警報功能，能夠最大限度減少工作人員的工作強(qiáng)度，同時還能夠有效提高檢測、巡查工作的效率，提升整體照明設(shè)備突發(fā)事件的處理能力。通過設(shè)計統(tǒng)計功能，能夠?qū)φ彰髟O(shè)備的運(yùn)行情況以及運(yùn)行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計處理。智能化控制管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的采集、存儲、分析、統(tǒng)計等功能，并且以數(shù)據(jù)圖的形式得以呈現(xiàn)。通過將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計整理，可以編制相關(guān)的年、月、日報表，便于后續(xù)的分析和研究。在此同時，通過搭配相應(yīng)的管理軟件，還可以進(jìn)一步強(qiáng)化對城市智慧照明系統(tǒng)的管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時測量以及分類管理，更為一目了然的了解照明設(shè)備的整體運(yùn)行狀況。還可以對故障進(jìn)行分類統(tǒng)計，更好的對其進(jìn)行管理。圖1為智能化管理控制道路照明系統(tǒng)。

　　圖1智能化管理控制道路照明系統(tǒng)

　　2、城市智慧照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用

　　2.1通信系統(tǒng)的需求

　　目前，我國大部分的城市照明設(shè)備的控制系統(tǒng)主要采取有線網(wǎng)絡(luò)布局對其進(jìn)行總體控制[2,3]。此種控制方法不僅在技術(shù)上存在一定的復(fù)雜性，并且靈活性不高，而且在實(shí)際應(yīng)用過程中，普遍存在能源利用率較低的能源浪費(fèi)問題。

　　隨著近幾年P(guān)LC技術(shù)以及GPRS技術(shù)的發(fā)展，通過將這兩項(xiàng)技術(shù)引進(jìn)到城市智慧照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，能夠有效提升城市智慧照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果，提升了城市路燈控制的智能化。而且，通過將串口通信模式應(yīng)用到城市智慧照明控制系統(tǒng)的建設(shè)中，不僅簡化了技術(shù)，而且更加靈活。在實(shí)際應(yīng)用中，不需要對一些維護(hù)、布線等問題進(jìn)行考慮，借助新型的功率控制器、傳感器，可以實(shí)現(xiàn)對城市照明設(shè)備的遠(yuǎn)距離操控。

　　總體來說，GPRS網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的應(yīng)用，在城市照明設(shè)備的控制領(lǐng)域中具有諸多實(shí)際作用。(1)無線系統(tǒng)的操控與管理更具智能化，相較于傳統(tǒng)的有線系統(tǒng)，無線系統(tǒng)的操作與管理都更加簡便容易。(2)無線系統(tǒng)還具有一個無可比擬的優(yōu)勢，那就是不需要受到環(huán)境因素的限制，在管理上跨越了空間的阻礙。(3)無線通信系統(tǒng)的應(yīng)用能夠更加集中對城市各個區(qū)域的照明設(shè)備進(jìn)行管控，系統(tǒng)的利用率更高，使用的范圍也更廣。由于不需要進(jìn)行重復(fù)建設(shè)，能夠極大地減少資金成本的投入。

　　2.2城市智慧照明控制系統(tǒng)的展望

　　無線通信系統(tǒng)在建設(shè)過程中，需要對其進(jìn)行參數(shù)設(shè)置以及修改，就能夠?qū)崿F(xiàn)整套系統(tǒng)的移植，在技術(shù)上具有可行性。隨著5G時代的來臨，將無線通信系統(tǒng)植入到城市智慧照明控制系統(tǒng)中，等待5G技術(shù)正式發(fā)展成熟之后，系統(tǒng)也可以進(jìn)行進(jìn)一步的升級，對城市智慧照明控制系統(tǒng)的管理更加簡便、高效，并且具有良好的通用性，不僅可以應(yīng)用到城市智慧照明領(lǐng)域中，還可以應(yīng)用到車輛收費(fèi)站、路燈監(jiān)控等多個領(lǐng)域中，都具有良好的應(yīng)用前景。

　　3、結(jié)語

　　隨著我國智慧城市的建設(shè)步伐不斷加快，人們開始關(guān)注城市的照明系統(tǒng)的整體建設(shè)。在此背景下，相關(guān)管理者必須充分認(rèn)識到城市照明系統(tǒng)建設(shè)的重要性，并且積極探索城市智慧照明控制系統(tǒng)的建設(shè)，將現(xiàn)代化的技術(shù)手段引入其中，全方面提升城市照明系統(tǒng)建設(shè)的智能化、高效化，對于城市發(fā)展起到積極的影響作用，具有良好的推行價值。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[3]林家鑄,陳惠靜.基于ZigBee的校園路燈智能照明系統(tǒng)[J].電子技術(shù),2016,45(04):18-20.