路灯智能化控制管理系统的探讨

路灯智能化控制管理系统的探讨

陈永国

响水县数字化城市管理服务中心江苏响水224600

摘要：随着经济的发展和时代的进步，我国城市化建设速度不断加快推进，同时各项基础设施建设也逐渐实现了现代化及智能化方向发展，其中路灯照明智能控制系统的应用，可以更好的提高照明效果。在对城市路灯智能化控制管理系统进行设计时，主要目的是在确保实际应用需求的基础上，减少路灯照明能耗，达到节能降耗的目的。本文主要对路灯智能化控制管理系统进行详细的分析，旨在提高城市路灯照明的质量水平、改善城市照明环境，提高城市路灯照明管理的效率。

关键词：城市路灯；智能化；管理系统；探讨

随着社会经济的不断发展和城市化进程的不断加快，人们对于生活质量的要求也越来越高，同时城市道路照明工程随着人们需求的增加而对其要求也越来越高、需求多样化、节电降耗越来越迫切，为满足各方需求，对城市智能照明监控系统的要求也相应提高，城市路灯系统智能化程度直接反映了一个城市建设的现代化水平。因此，设计一种自动化程度高、系统运行可靠、高效节能、使用维护方便的路灯智能化控制管理系统，是现代城市建设的必然需求。

1城市路灯照明现状及智能化控制管理系统分析

1.1现状

城市道路照明工程作为一个城市建设的重要基础，随着城市建设规模的不断扩大发展，城市的形象备受关注，城市路灯照明管理系统的监控程度将成为衡量城市道路照明工程建设优劣的重要指标，直接代表一个现代化城市的形象。城市道路照明工程对城市治安、城市美化、夜间交通以及城市文明建设起重要作用，为城市人民生活和经济活动提供了重要的保障。现有路灯照明管理控制系统大多数仍在采用人工巡视手动控制路灯照明的供电回路传统模式，现有模式与当前城市路灯照明飞速发展的需要极为不匹配。因而在城市道路照明规划中，路灯智能化控制管理将成为重要环节。

1.2路灯智能化控制管理系统

随着时代的发展和科技的进步，路灯智能化控制管理系统，将推动城市路灯智能化控制管理步入物联网时代、节能时代，实现对城市路灯照明系统的集中控制、远程控制、智能控制、实时控制和灵活控制。路灯智能化控制管理系统通常由监控中心、集中控制器、监控终端（单、双灯控制器）及终端组成，集中控制器安装在配电柜内，通过GPRS无线网路与监控中心进行通信，监控终端安装在照明终端，以电力载波通信方式与集中控制器进行通信。集中控制器接收、执行、转发监控中心的命令，并通过监控终端对每盏路灯进行开关控制和亮度调节，实现灵活的远程控制。同时，集中控制器可通过内置输出端口实现对各路灯回路的监控，并通过监控终端监控每盏路灯的实时状态，还可以通过模拟量、数字量的输入端口，将现场的光照、温度等信息反馈至监控中心，以实现对城市路灯的智能化控制管理。

2城市路灯照明智能控制系统的组成

2.1本地控制系统

作为城市路灯照明系统中相对独立的一部分，本地主控制系统对维持路灯正常照明效果具有重要的义意，如果在运行过程中出现故障，将会降低智能控制系统实施效果。本地控制系统与主控机为无线连接的方式，在运行过程中会受到不同程度的通信干扰，这样对于路灯照明控制效果来说就会出现不同程度的时间延迟。针对此类问题，一般在对本地控制系统进行设计时，应安装主控机站，并对主站区域进行划分，将主控机站安装在主站模块内，来确保主控机站能够利用互联网实现各类运行信息的收集与传递，提高各类信息传递的效率，在原有基础上不断提高系统在路灯照明系统中的控制效果。另外，为提高各类运行信息的存储效果，还应设置存储器，避免各类数据的丢失，对整个维护系统进行完善。

2.2主控系统

在城市路灯照明过程中，其智能控制系统中还包括主控系统，其主要作用是检查城市照明路灯运行性能与质量，监督检测整个照明系统的运行效果。在对城市路灯照明系统进行设计时，需要向主控系统接入多项设备，常见有打印机、计算机以及投影仪等，各项设备相互配合，实现对各路段路灯照明系统的监督检测，随时掌握整个系统的运行状态。对于主控系统来说，最主要的部分为计算机，并且一般要安装两台，一台用于智能控制，另一台则作为后备资源待机，确保在电隔离方式下各项运行信息可以在计算机中稳定传输，实现两台计算机之间的稳定流通。另外，主控系统具有主动操作能力，以城市路灯照明实际需求为依据来自动运行，在实现对路灯照明系统的监督检测同时，确保系统的有效运行。

2.3数据传输系统

数据传输系统主要包括有线与无线两种，其中有线传输即利用网络化与智能化手段来达到数据传输的效果，例如常用的RS–485总线网等；而无线传输即利用专业相关设备来进行数据信息的传输，如常见的无线电台等。数据传输系统主要就是完成城市路灯照明系统运行过程中所产生各类信息的传输，而在进行城市路灯照明智能控制系统的设计时，即利用无线电台的方式来实现各个模块数据的传输。

3路灯智能化控制管理系统设计方案

就目前而言，路灯智能化控制管理系统主要包括主控中心、集中控制器、监控终端（双灯控制器）及终端组成（如图1所示）。某系统采用DCMS由主控中心、集中控制器、监控终端等共同组成三级网络结构，满足城市路灯管理部门的各种功能需求，实现对路灯照明系统进行科学性管理、安全性管理、节能降耗管理。该系统具有回路控制、分组控制、单灯控制、多种控制方式、分组分时采用不同的控制方式。同时还具有数据备份、升级（支持对集中控制器进行远程升级，支持数据库导入、导出便于数据备份、保护数据安全）、数据报表查询（支持远程抄表、自动生成用电量、亮灯率统计报表）、故障检测功能、数据采集等功能。路灯智能化控制管理系统主要由以下部分构成：

3.1主控中心

主控中心是整个路灯智能控制的核心，是其指挥中心。主要包括视频监控中心、DCMS监控服务器、数据存储中心、各个监控中心工作站、打印输出设备、视频监控设备、电源供给设备等。对路灯的各种控制指令和设置指令由此发出。监控中心软件系统是DCMS的核心监控平台，采用B/S架构和浏览器访问形式通过人性化的人机交互界面，实现城市路灯管理的各项功能需求。同时系统具有网络接口，只要接入服务器，管理工作站等，系统就可以很方便地组建为路灯管理所局域网，通过网络实现照明监控数据和图像信息共享。

3.2集中控制器

集中控制器是路灯照明系统中电能信息采集和远程控制的关键设备，安装在路灯箱变中低压配电变压器的低压侧。通过电力线以载波通信方式实现对所属控制节点的管理和控制，并通过GPRS无线通信方式，或者通过以太网接口及多种协议与主控中心连接，实现与监控中心的通信。集中控制器内置相关软件程序，在电力线上形成智能控制网络，实现对所属回路及路灯的管理和控制。可实现查询所属回路及路灯的开关状态和运行参数，可根据设定对所属回路及路灯进行开关控制。

图1路灯智能化控制管理系统构成图

3.3监控终端

该路灯智能化控制管理系统采用双灯控制器作为监控终端如图2所示，该双灯控制器为一种基于电力载波的双灯控制器，包括MCU主控电路、供电电路、控制开关、载波通信电路、PWM输出电路、电压/电流采集电路和过载保护电路，具有结构简单、功能多样，可同时控制单个或者多个路灯并能够实现路灯全天候实时监控与管理功能。该双灯控制器采用载波通信方式来实现单个灯具或多个灯具的开关控制、故障监测、工作状况信息跟踪。解决了单灯控制器无法满足现场的实际需要问题，降低工程成本。

图2双灯控制器结构原理框图

该路灯智能化控制管理系统采用集散控制监控方式，采用电脑智能化控制系统后，每个单灯的状态可以及时反馈到主控中心，运行和管理人员足不出户即可了解到各处开关灯情况，既节省了巡灯运行费用，又大大缩短了响应处理时间，并可通过完善的故障诊断功能，及时发现故障隐患，做到防患于未然，提高了路灯控制的实时性，提高亮灯的一致性，可以根据各种需要，控制城市区域任何一盏路灯的开关，完全满足现阶段对城市智能照明监控需求，同时可避免传统路灯监控系统模式中由于控制器失控而造成的电能浪费，实现路灯控制的实时监控。

4结束语

总之，随着我国社会经济的不断高速发展，城市建设规模的不断扩大，城市路灯照明工程取得了巨大的成绩，成为一项蓬勃发展的公共事业，同时为了符合节约型、可持续发展社会的标准，路灯智能化控制管理系统在实现对城市路灯智能化控制管理过程尤为重要，它能有效增强路灯的控制效果，提高路灯的使用效率，延长路灯的使用寿命，是节能降耗的重要途径和有效方法，城市道路照明自动化控制和智能化管理作为城市现代化的标志之一，它带来的经济和社会效益十分显著，它的推广和实施也将是市政工程建设中的一项重要内容。

参考文献：

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[2]李健，蒋全胜，任灵芝.智能路灯控制系统设计[J].工业控制计算机，2010（06）.

[3]刘娟.智能控制城市路灯的必要性与应用分析[J].北方经贸，2015（04）.