城市智慧照明控制系統(tǒng)的設計與應用

　　摘要：基于在城市建設過程中，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)的設計與應用，包括遠程遙控、遙測遙信、警報統(tǒng)計、通信需求。

　　本文源自集成電路應用,2020,37(11):72-73.《集成電路應用》雜志1984年創(chuàng)刊，是國家新聞出版總署批準，中國電子信息產業(yè)集團有限公司主管，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、深圳市半導體行業(yè)協(xié)會協(xié)辦的電子電工、電力、半導體材料、集成電路等領域的綜合性學術期刊。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。是集學術性、應用性極強的集成電路產業(yè)權威中文雜志。

　　隨著我國城市建設的飛速發(fā)展，智慧城市的規(guī)劃方針已經(jīng)十分明確，智慧城市的建設已有條不紊地進行。而在智慧城市建設過程中，城市的照明控制系統(tǒng)作為其中最為重要的一項組成部分，對于城市的智慧化、智能化建設具有重要的影響作用。隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對于城市的照明設施建設的關注度也在不斷提升。特別是在近幾年，政府對于城市照明設施的建設投入了巨大的資金，通過建設現(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)進行控制，但控制的效果不佳，并未體現(xiàn)出城市建設的智能化特征。這些落后的照明系統(tǒng)建設不便于對其進行管理，而且還會造成能源的浪費。對此，本文主要研究城市智慧照明控制系統(tǒng)的設計以及運用，僅供參考。

　　1、城市智慧照明系統(tǒng)的功能設計

　　1.1遠程遙控功能

　　智慧城市的建設，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、時間控制、亮度調節(jié)都應該采取遠程遙控的方式，對其進行統(tǒng)一的管理。通過設計遠程遙控功能，能夠有效地達到實時控制、智能控制的目的。在具體設計過程中，可以將開關燈的時間進行錄入，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、假日等情況進行分類，從而實現(xiàn)智慧照明的“實時控制”。相關管理人員只需要在終端進行遙控，就能夠對城市全部的照明系統(tǒng)進行總控。與此同時，通過設計“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，對城市照明設備進行智能化調節(jié)。同時，可以對照明設備的亮度進行調控，從而實現(xiàn)智能化調控。在實際設計過程中，通過分站集中控制器調節(jié)特殊天氣和時段條件下的功率，可以對城市照明系統(tǒng)的光照度進行控制，這樣不需要人為地對其進行操作，就能夠實現(xiàn)光控的目的。此種設計方式具有節(jié)能環(huán)保的一大優(yōu)勢，同時還能夠延長城市照明設備的使用壽命，保護城市照明設備能夠正常使用。與此同時，還可以將視覺感應技術融入其中，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備進行控制，同樣具有良好的環(huán)保效益。

　　1.2遙測、遙信功能

　　此種功能的實現(xiàn)，主要通過系統(tǒng)內部的控制器對某一區(qū)域內的城市照明設備的實際情況進行檢測，并且借助載波通信技術，將所搜集到的城市照明設備運行情況進行反饋，將這些數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)竭h程控制終端，對城市各個區(qū)域的照明設備的運行情況進行分析。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)一的對其進行管理，了解這些設備的使用功率，包括開關次數(shù)、照明強度、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)的警報功能設計尤為重要。通過設置城市照明系統(tǒng)的自動檢測、反饋、報警功能，能夠對區(qū)域照明設備的運行狀況進行實時的控制。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，提示相關人員對其進行故障排查與維修，具有良好的應用效果。通過遠程控制管理中心對各個區(qū)域的照明設備運行情況進行調查，并且在終端發(fā)送控制命令，就能夠實現(xiàn)對城市內各個區(qū)域的路燈的運行情況進行實時的巡查監(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生的區(qū)域，對照明設備的異常情況進行檢修。在這一過程中，通過警報功能，遠程控制管理中心能夠得到相關的警報指示，迅速找出故障點所在的城市區(qū)域，下達到相關的維修人員對其進行維修。通過設計警報功能，能夠最大限度減少工作人員的工作強度，同時還能夠有效提高檢測、巡查工作的效率，提升整體照明設備突發(fā)事件的處理能力。通過設計統(tǒng)計功能，能夠對照明設備的運行情況以及運行過程中產生的數(shù)據(jù)信息進行統(tǒng)計處理。智能化控制管理系統(tǒng)可以實現(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)進行統(tǒng)計整理，可以編制相關的年、月、日報表，便于后續(xù)的分析和研究。在此同時，通過搭配相應的管理軟件，還可以進一步強化對城市智慧照明系統(tǒng)的管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時測量以及分類管理，更為一目了然的了解照明設備的整體運行狀況。還可以對故障進行分類統(tǒng)計，更好的對其進行管理。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)的應用

　　2.1通信系統(tǒng)的需求

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

　　隨著近幾年PLC技術以及GPRS技術的發(fā)展，通過將這兩項技術引進到城市智慧照明控制系統(tǒng)的應用過程中，能夠有效提升城市智慧照明控制系統(tǒng)的應用效果，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用到城市智慧照明控制系統(tǒng)的建設中，不僅簡化了技術，而且更加靈活。在實際應用中，不需要對一些維護、布線等問題進行考慮，借助新型的功率控制器、傳感器，可以實現(xiàn)對城市照明設備的遠距離操控。

　　總體來說，GPRS網(wǎng)絡通信系統(tǒng)的應用，在城市照明設備的控制領域中具有諸多實際作用。(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)的應用能夠更加集中對城市各個區(qū)域的照明設備進行管控，系統(tǒng)的利用率更高，使用的范圍也更廣。由于不需要進行重復建設，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)在建設過程中，需要對其進行參數(shù)設置以及修改，就能夠實現(xiàn)整套系統(tǒng)的移植，在技術上具有可行性。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技術正式發(fā)展成熟之后，系統(tǒng)也可以進行進一步的升級，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，不僅可以應用到城市智慧照明領域中，還可以應用到車輛收費站、路燈監(jiān)控等多個領域中，都具有良好的應用前景。

　　3、結語

　　隨著我國智慧城市的建設步伐不斷加快，人們開始關注城市的照明系統(tǒng)的整體建設。在此背景下，相關管理者必須充分認識到城市照明系統(tǒng)建設的重要性，并且積極探索城市智慧照明控制系統(tǒng)的建設，將現(xiàn)代化的技術手段引入其中，全方面提升城市照明系統(tǒng)建設的智能化、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：

　　[1]穆建江.城市智能照明控制系統(tǒng)發(fā)展及實施方案[J].中國戰(zhàn)略新興產業(yè),2018(32):7-11+13.

　　[2]樊月波.智能互聯(lián)系統(tǒng)在城市道路照明管理中的應用[J].電子技術,2020,49(01):102-104.

　　[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,2016,45(04):18-20.