安科瑞 繆凱倫

摘要：隨著(zhu)(zhu)社(she)會不斷地發展與進步，城市化(hua)進程加快，路(lu)燈照明控制(zhi)系(xi)統也(ye)逐漸(jian)向著(zhu)(zhu)智(zhi)能化(hua)的(de)(de)方(fang)向發展。本文介(jie)紹了城市路(lu)燈照明智(zhi)能系(xi)統的(de)(de)作用(yong)，分析了系(xi)統的(de)(de)設計以及實際應用(yong)，讓路(lu)燈在城市化(hua)基礎建設中作出(chu)更(geng)大貢獻，為人(ren)們(men)提供良好的(de)(de)服(fu)務。

關(guan)鍵詞：城市路燈；路燈智(zhi)能(neng)照(zhao)明；智(zhi)能(neng)照(zhao)明控制系統(tong)

0.引言

自改革開(kai)放(fang)以來(lai)，我國經(jing)濟發(fa)生(sheng)了重大(da)的(de)(de)(de)(de)改變(bian)，人(ren)們的(de)(de)(de)(de)生(sheng)活水(shui)平(ping)日(ri)益提高。而城(cheng)市(shi)路燈(deng)作為城(cheng)市(shi)生(sheng)活中的(de)(de)(de)(de)基礎設施(shi)之一，應該(gai)認識到其中的(de)(de)(de)(de)重要(yao)性。隨著(zhu)城(cheng)鎮化(hua)進(jin)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)加(jia)快(kuai)，傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)人(ren)工控制模(mo)式已經(jing)很難適(shi)應如(ru)今時代發(fa)展的(de)(de)(de)(de)腳步。因此，要(yao)正確認識城(cheng)市(shi)路燈(deng)照明系統的(de)(de)(de)(de)設計(ji)與實際應用，從而促進(jin)城(cheng)市(shi)化(hua)發(fa)展。

1.城市(shi)路燈照明(ming)智能控(kong)制系統的作用

城市路(lu)(lu)燈照(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)作用(yong)主要體現在三(san)個(ge)方(fang)面:一是(shi)節能(neng)(neng)性。 由于考慮到(dao)(dao)燈具(ju)本(ben)(ben)身的(de)(de)(de)(de)光衰現象(xiang)，設計使用(yong)初期路(lu)(lu)面照(zhao)(zhao)(zhao)度肯定會有大量(liang)的(de)(de)(de)(de)余量(liang)，智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)控制的(de)(de)(de)(de)路(lu)(lu)燈通(tong)過調(diao)光可(ke)以(yi)在滿足路(lu)(lu)面照(zhao)(zhao)(zhao)度需求的(de)(de)(de)(de)前提(ti)下，降低線路(lu)(lu)功耗，節約(yue)能(neng)(neng)源，降低碳排(pai)放(fang)，同時(shi)還可(ke)以(yi)延長燈具(ju)壽(shou)命。二(er)是(shi)便捷(jie)性，由于是(shi)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)化控制，可(ke)以(yi)通(tong)過遠程的(de)(de)(de)(de)實時(shi)監(jian)控，方(fang)便人(ren)們的(de)(de)(de)(de)管理。如果(guo)遇到(dao)(dao)故(gu)障時(shi)，也(ye)能(neng)(neng)通(tong)過即時(shi)的(de)(de)(de)(de)報警(jing)來(lai)安排(pai)快速的(de)(de)(de)(de)搶修，提(ti)高工(gong)作管理的(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)，減少投入的(de)(de)(de)(de)資本(ben)(ben)。三(san)是(shi)信息(xi)(xi)化與數據(ju)化的(de)(de)(de)(de)程度高，智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)控制通(tong)過新的(de)(de)(de)(de)IoT技術(shu)對整(zheng)個(ge)道路(lu)(lu)照(zhao)(zhao)(zhao)明(ming)系(xi)統進行大數據(ju)分(fen)析(xi)，從收集信息(xi)(xi)到(dao)(dao)數據(ju)分(fen)析(xi)，提(ti)供優(you)化的(de)(de)(de)(de)決策與服務。

2.城市(shi)路燈照明智能控制系(xi)統的(de)設計(ji)分析(xi)

2.1硬件系統設計

硬件的(de)設計(ji)系統主要是包括節(jie)點(dian)控制器(qi)(qi)、GPRS模塊、傳(chuan)感器(qi)(qi)模塊、電(dian)源模塊。在(zai)節(jie)點(dian)控制器(qi)(qi)中(zhong)較(jiao)為常見的(de)是利(li)用GPRS通信與Zigbee技術(shu)所組(zu)成(cheng)的(de)數(shu)據傳(chuan)輸，對傳(chuan)感器(qi)(qi)與路(lu)燈進行信息(xi)的(de)收集，并將數(shu)據信息(xi)傳(chuan)遞給監控中(zhong)心（路(lu)燈監控云平臺）。使用GPRS模板(ban)時，能夠利(li)用移動(dong)運營商的(de)網絡實(shi)現(xian)遠程的(de)數(shu)據連接。而傳(chuan)感器(qi)(qi)模塊的(de)主要功能則(ze)是照(zhao)度與運行狀態(tai)的(de)監測(ce)兩個部分。對于照(zhao)明的(de)強度可(ke)以使用TSL2550，是一種數(shu)字式的(de)信號采(cai)集芯片，在(zai)電(dian)路(lu)上結合兩個光電(dian)二極管(guan)與數(shu)據壓(ya)縮(suo)的(de)轉換器(qi)(qi)，就可(ke)以提供一個大動(dong)態(tai)范(fan)圍內的(de)光照(zhao)度實(shi)時數(shu)據。

2.2軟件系統設計

針對(dui)城市路(lu)燈(deng)(deng)照(zhao)明(ming)(ming)智能系(xi)統(tong)的(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)，在(zai)設計完成(cheng)(cheng)主系(xi)統(tong)之(zhi)后(hou)，要對(dui)模塊以(yi)及各項參數進(jin)(jin)行(xing)詳細(xi)的(de)計算，正確的(de)處理好系(xi)統(tong)中對(dui)網(wang)絡傳感器(qi)(qi)所進(jin)(jin)行(xing)的(de)組網(wang)。在(zai)完成(cheng)(cheng)這些之(zhi)后(hou)，對(dui)照(zhao)明(ming)(ming)傳感器(qi)(qi)和運(yun)行(xing)傳感器(qi)(qi)進(jin)(jin)行(xing)相應的(de)綁定，路(lu)由節點傳感器(qi)(qi)在(zai)經過處理后(hou)，通過Zigbee技術傳輸到協調器(qi)(qi)上(shang)，再利用GPRS傳遞到上(shang)位機(ji)上(shang)。上(shang)位機(ji)處理相關的(de)數據信息，確保(bao)所有(you)程(cheng)序(xu)都能順(shun)利完成(cheng)(cheng)，從而(er)實現正常的(de)照(zhao)明(ming)(ming)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)與監(jian)測。在(zai)整個照(zhao)明(ming)(ming)系(xi)統(tong)設計的(de)過程(cheng)中，還需要燈(deng)(deng)具完成(cheng)(cheng)上(shang)級(ji)的(de)命令，實行(xing)終末的(de)狀態。而(er)針對(dui)沒有(you)正常運(yun)行(xing)的(de)燈(deng)(deng)具，在(zai)發生故(gu)障時(shi)會發送警報，并(bing)且(qie)由技術人員進(jin)(jin)行(xing)檢查與維護，從而(er)達到實時(shi)監(jian)控(kong)(kong)(kong)的(de)目的(de)。

3.城市路(lu)燈照(zhao)明智能控制系統的實際應用

3.1系統組成(cheng)的(de)應用

在(zai)系(xi)統(tong)(tong)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)中是(shi)由主控(kong)(kong)(kong)系(xi)統(tong)(tong)和(he)本地系(xi)統(tong)(tong)組(zu)成的(de)(de)，根據系(xi)統(tong)(tong)參(can)與(yu)的(de)(de)范(fan)圍來決定資金(jin)的(de)(de)投入。通(tong)常情況(kuang)下(xia)主控(kong)(kong)(kong)系(xi)統(tong)(tong)是(shi)有(you)多(duo)臺(tai)計算(suan)機所組(zu)成的(de)(de)。兩(liang)臺(tai)主控(kong)(kong)(kong)機的(de)(de)信息收(shou)集利于(yu)更好的(de)(de)接(jie)受數據，當一(yi)(yi)臺(tai)系(xi)統(tong)(tong)進(jin)行(xing)等待狀態時，另一(yi)(yi)臺(tai)系(xi)統(tong)(tong)就(jiu)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)進(jin)行(xing)操作。本地的(de)(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)(tong)是(shi)包括(kuo)了配電柜、子站(zhan)和(he)電臺(tai)，要知道每(mei)一(yi)(yi)個(ge)本地的(de)(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)(tong)都是(shi)一(yi)(yi)個(ge)獨立(li)的(de)(de)個(ge)體。例如當主控(kong)(kong)(kong)機與(yu)與(yu)本地控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)(tong)可(ke)以(yi)通(tong)過無(wu)線傳(chuan)播(bo)的(de)(de)方(fang)式進(jin)行(xing)信息通(tong)信，會受到基站(zhan)覆(fu)蓋距離、網(wang)(wang)絡(luo)容量等因素的(de)(de)影響，出現延遲的(de)(de)現象。那么針對這方(fang)面的(de)(de)問(wen)題，想要有(you)效(xiao)的(de)(de)解決就(jiu)可(ke)以(yi)通(tong)過主控(kong)(kong)(kong)機站(zhan)來完成，將(jiang)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的(de)(de)范(fan)圍分成多(duo)個(ge)區域，通(tong)過互聯網(wang)(wang)，將(jiang)主控(kong)(kong)(kong)機上的(de)(de)數據進(jin)行(xing)統(tong)(tong)一(yi)(yi)的(de)(de)收(shou)集與(yu)處(chu)理，這樣(yang)就(jiu)能實現整個(ge)城市路燈照(zhao)明智能控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)(tong)化。

3.2功能模板的(de)應(ying)用

對于(yu)功能(neng)模(mo)板的(de)(de)控制(zhi)，在(zai)實際(ji)設(she)計時要充分(fen)的(de)(de)考慮(lv)到(dao)各種(zhong)因素，針對不(bu)同(tong)路段與電功率(lv)的(de)(de)合理配置，燈型以及(ji)節能(neng)方式的(de)(de)組合應用。當通信系統建設(she)完成(cheng)之后，根據不(bu)同(tong)區域(yu)對于(yu)照明(ming)的(de)(de)不(bu)同(tong)需求，制(zhi)定出(chu)適合各個區域(yu)照明(ming)強(qiang)度的(de)(de)的(de)(de)開關(guan)時刻表。然(ran)后通過(guo)通訊系統發生到(dao)

各個(ge)子(zi)站中，改(gai)寫(xie)成存儲器(qi)的(de)形式，終末子(zi)站作(zuo)為本地系(xi)統與(yu)(yu)主(zhu)控機之間信息(xi)傳(chuan)(chuan)遞的(de)關鍵所在，會將收集(ji)到(dao)的(de)電流與(yu)(yu)電壓通(tong)(tong)過互聯(lian)網傳(chuan)(chuan)遞到(dao)每個(ge)主(zhu)控系(xi)統中。計算機設備(bei)之間的(de)相互聯(lian)系(xi)，是通(tong)(tong)過通(tong)(tong)訊模(mo)板的(de)轉換進行數據信息(xi)的(de)統計，將電源插座、串聯(lian)接(jie)口(kou)、發(fa)送指示燈等相

互連接。整(zheng)個數(shu)據流的方(fang)向中(zhong)，應該先由數(shu)據PC機平臺控制軟件向串行接口傳輸到(dao)通(tong)訊設備(bei)中(zhong)，將接受到(dao)的信息用信息數(shu)據進行轉化。

4.安科瑞為路(lu)燈(deng)智能(neng)照明(ming)控(kong)制系統(tong)提供(gong)方案

4.1安科瑞智能照(zhao)明監控(kong)系統采用分層分布式結構，即站(zhan)控(kong)層，通訊層與間隔層； 如圖（1）所示：

圖（1）網絡拓撲圖

間隔設備層主(zhu)要為：開關(guan)驅動器，這(zhe)些(xie)裝置分別(bie)對應相應的一次設備安(an)裝在電(dian)氣(qi)柜內(nei)，這(zhe)些(xie)裝置均(jun)通(tong)(tong)過現(xian)(xian)場KNX總線組網(wang)通(tong)(tong)訊，實現(xian)(xian)數據現(xian)(xian)場采集。

網(wang)絡通訊層(ceng)主要為：智能照明網(wang)關，其(qi)主要功能為把(ba)分散(san)在現場采集(ji)裝置集(ji)中控制，同時遠傳至站控層(ceng)，完成現場層(ceng)和站控層(ceng)之間(jian)的數據交互。

站控管理層(ceng)：設(she)有高性能工業計算(suan)機(ji)、顯(xian)(xian)示器、UPS電源、打印(yin)機(ji)等設(she)備。監控系統安裝在計算(suan)機(ji)上，集中采(cai)集顯(xian)(xian)示現場設(she)備運行狀況，以(yi)人機(ji)交互的形(xing)式顯(xian)(xian)示給用(yong)戶。 以(yi)上開關(guan)模塊均(jun)采(cai)用(yong)KNX總線傳(chuan)輸，一般都(dou)采(cai)用(yong)4根連線，接線簡單(dan)方便，傳(chuan)輸距離可達1.2km。

4.2安科瑞智(zhi)能照明系統組成

1.定時控制

通過時鐘管理器，實現整個系統(tong)的有關(guan)區(qu)域(yu)照明(ming)的定(ding)(ding)(ding)時和自動管理功(gong)能，實現公共通道、景觀(guan)照明(ming)、泛光照明(ming)、車庫照明(ming)定(ding)(ding)(ding)時控制。如百葉窗定(ding)(ding)(ding)時升降、集中供熱定(ding)(ding)(ding)時調節、節假日照明(ming)定(ding)(ding)(ding)時關(guan)閉、定(ding)(ding)(ding)時通知等。

2.場景控制

智能照(zhao)明(ming)控制系統根據各個部門(men)的(de)(de)需(xu)求，設定不同種(zhong)(zhong)類的(de)(de)場(chang)景(jing)模式(shi)，進行各種(zhong)(zhong)照(zhao)明(ming)燈光的(de)(de)組(zu)合，達到美化工(gong)作環(huan)境的(de)(de)效(xiao)果；結(jie)合人體感應(ying)傳(chuan)感器，當人員離開(kai)時(shi)，關閉所有(you)該(gai)會議室照(zhao)明(ming)。

3.實時監控

中(zhong)心控(kong)(kong)制(zhi)室，配置一(yi)臺中(zhong)控(kong)(kong)主機，所有照明(ming)控(kong)(kong)制(zhi)設備，通過(guo)KNX網關，接入監控(kong)(kong)系統(tong)，操作(zuo)管理人員，可以通過(guo)中(zhong)控(kong)(kong)電腦，實時監視總線(xian)、區域(yu)、樓層、樓棟等照明(ming)狀態，并可根據需求進行(xing)控(kong)(kong)制(zhi)調整。系統(tong)繪圖(tu)工(gong)具支持(chi)向量圖(tu)和多層頁面，圖(tu)形(xing)頁面縮放方便，切換(huan)簡單，支持(chi)DXF、WMF、BMP、JPG、ICON等圖(tu)形(xing)對象的嵌入、支持(chi)二維、三維圖(tu)元的繪制(zhi)，增加可視化的空間效果。

4.報警處理

系統提(ti)供(gong)了警(jing)報處理(li)能力，用(yong)戶可(ke)采用(yong)編(bian)程(cheng)來(lai)完成不同的任務，當某種警(jing)報條(tiao)件出現(xian)時應做什么，可(ke)由(you)用(yong)戶自行確定。

5.事(shi)件(jian)(jian)通(tong)(tong)(tong)報(bao) 系統提供了事(shi)件(jian)(jian)通(tong)(tong)(tong)報(bao)功能，支持郵件(jian)(jian)通(tong)(tong)(tong)報(bao)、文本輸出以及事(shi)件(jian)(jian)驅動(dong)打印，可按照用(yong)戶預先設(she)置的條件(jian)(jian)，觸發事(shi)件(jian)(jian)通(tong)(tong)(tong)報(bao)功能。

4.3設備選型

5.結束語

城市(shi)路燈(deng)照明(ming)控制系統(tong)(tong)(tong)是現代科(ke)技進行的(de)(de)結(jie)(jie)果(guo)，符合(he)當今設(she)計(ji)(ji)的(de)(de)發展趨勢。在對系統(tong)(tong)(tong)進行設(she)計(ji)(ji)時，需要結(jie)(jie)合(he)實際的(de)(de)情況，做好各個系統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)研(yan)究(jiu)，選(xuan)擇合(he)適的(de)(de)硬件(jian)與軟(ruan)件(jian)，保(bao)障城市(shi)照明(ming)系統(tong)(tong)(tong)可(ke)以(yi)正常的(de)(de)運行。這樣才能(neng)提(ti)高城市(shi)路燈(deng)照明(ming)的(de)(de)科(ke)學(xue)化管理(li)，實現節能(neng)環保(bao)，促進人們生活水平(ping)的(de)(de)提(ti)高。