低壓電力載波通信技術(shù)在城市路燈遠(yuǎn)程智能控制中的應(yīng)用

薛明

摘要：城市化水平現(xiàn)階段處于飛速發(fā)展時(shí)期，相應(yīng)地人們對(duì)城市服務(wù)質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，對(duì)生活舒適度有了更高的需求。低壓電力載波通信技術(shù)在城市路燈遠(yuǎn)程智能控制中的應(yīng)用可以有效改善這一現(xiàn)狀，此方面的研究迫在眉睫。文章分析了該監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與原理，闡述了系統(tǒng)所需的硬件與軟件，最后探討了系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：低壓電力載波；通信技術(shù)；城市路燈；遠(yuǎn)程智能系統(tǒng)；城市服務(wù)質(zhì)量 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP273 文章編號(hào)：1009-2374（2017）10-0063-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.10.031

近年來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，城市化水平也隨之不斷提高，政府及相關(guān)建設(shè)單位也不斷加大對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建筑的資金投入，故我國(guó)城市照明設(shè)施處于飛速的完善進(jìn)程之中。城市道路照明節(jié)能是一項(xiàng)較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其涉及到多個(gè)環(huán)節(jié)，例如電子鎮(zhèn)流器、控制決策、照明控制管理、光源、監(jiān)控技術(shù)等。此外，城市照明系統(tǒng)在我國(guó)絕大不大部分區(qū)域內(nèi)都極為落后，存在著許多突出問(wèn)題，例如維護(hù)困難、安全隱患大等，大大增加照明的成本投入，制約著我國(guó)城市化水平的進(jìn)展。城市路燈遠(yuǎn)程智能控制的實(shí)現(xiàn)具有深遠(yuǎn)的意義，可以迅速且有效地增強(qiáng)城市照明系統(tǒng)的科學(xué)性與高效性，尤其是低壓電力載波通信技術(shù)的應(yīng)用不但可以進(jìn)一步加快城市化進(jìn)程，而且可以提高照明的穩(wěn)定性。

1 城市路燈遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理與結(jié)構(gòu)特性

據(jù)相關(guān)資料的考察，城市遠(yuǎn)程智能控制結(jié)構(gòu)上有特殊的要求，針對(duì)其特殊性，該系統(tǒng)必不可少的部分為主機(jī)和從機(jī)單元。主機(jī)與從機(jī)單元具有眾多不同的單元構(gòu)成，其中顯示器、外圍設(shè)備、鍵盤以及微型打印機(jī)等主單片機(jī)系統(tǒng)在主機(jī)單元中較為常見(jiàn)，光電轉(zhuǎn)換單位、外圍設(shè)備等從單片機(jī)系統(tǒng)則包含在從機(jī)單元中。

綜合城市路燈遠(yuǎn)程智能控制在實(shí)際中的應(yīng)用情況，城市路燈控制室內(nèi)主要安裝主機(jī)單元，而城市路燈控制箱內(nèi)則一般安裝從機(jī)單元。主機(jī)單元與從機(jī)單元的通信方式一樣，即電力載波，數(shù)據(jù)交換可以通過(guò)從機(jī)與電子鎮(zhèn)流器來(lái)實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而達(dá)到系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的需求。而主機(jī)系統(tǒng)能夠結(jié)合實(shí)際情況執(zhí)行繼電器的一些命令，得到的信息會(huì)由相應(yīng)的從機(jī)及時(shí)獲得。從機(jī)經(jīng)過(guò)一定的處理后，又會(huì)把信息反饋給主機(jī)部分，主機(jī)再次處理后可將有價(jià)值的數(shù)據(jù)打印出來(lái)。該信息假若真實(shí)有效，那么可以斷定該路燈受到了一定程度的損壞。假若主機(jī)通過(guò)程序?qū)⑺新窡舳奸_(kāi)啟，操作人員又將地址信息傳送給了從機(jī)，從而展開(kāi)巡檢工作，此時(shí)則能夠獲得來(lái)自從機(jī)的有效信息，進(jìn)而將該信息通過(guò)打印機(jī)呈現(xiàn)出來(lái)。

在對(duì)城市路燈遠(yuǎn)程控制有一定熟悉之后，依據(jù)打印的有效信息，相關(guān)技術(shù)人員可以準(zhǔn)確地判斷出從機(jī)單元運(yùn)行所處的各種狀態(tài)，分析從機(jī)的線路故障情況，這樣可以有效地緩解物力、人力資源所帶來(lái)的壓力，進(jìn)而促進(jìn)城市路燈遠(yuǎn)程智能控制的不斷完善。

2 路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

2.1 主機(jī)單元

現(xiàn)階段實(shí)際應(yīng)用中，8031單片機(jī)應(yīng)用模式在主機(jī)系統(tǒng)中較為常見(jiàn)，其主要組成部分包括4位半顯示單元、鍵盤單元、微型打印機(jī)。

2.2 從機(jī)單元

電壓與電流傳感器在從機(jī)單元經(jīng)過(guò)一定轉(zhuǎn)換，即將光電轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的輸出信號(hào)，再對(duì)信號(hào)采取進(jìn)一步的處理后，接入輸入端（A用轉(zhuǎn)換單元），最后再傳輸至A8T9C51單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)。通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元，單片機(jī)可實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟與關(guān)閉路燈的功能，信息交換則是主要通過(guò)單片機(jī)的中斷過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.3 路燈遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)通信方案

傳輸方案采用單燈接力式，中繼的作用可以在每一個(gè)傳輸方案中體現(xiàn)出來(lái)，并且不再需要多余的。一般而言，路燈常見(jiàn)的距離在35m左右，進(jìn)而極大地降低衰減程度，極大地提高信號(hào)的信噪比，精確且高效地接受信號(hào)。

3 路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)

3.1 主機(jī)軟件設(shè)計(jì)

為了最大限度地發(fā)揮城市路燈遠(yuǎn)程智能監(jiān)控中電力載波通信技術(shù)的實(shí)用價(jià)值，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)主機(jī)軟件的過(guò)程中，通常主機(jī)的軟件一般包括打印程序、顯示程序等。結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)際情況來(lái)看，從機(jī)的地址一般采用報(bào)表的形式傳輸給主機(jī)，主機(jī)再將相關(guān)數(shù)據(jù)自動(dòng)保存在存儲(chǔ)器內(nèi)；再結(jié)合實(shí)際情況，將主機(jī)的數(shù)據(jù)包穩(wěn)定傳輸。進(jìn)一步采用微型打印機(jī)再將從機(jī)地址打印出來(lái)，并及時(shí)檢查電流值與電壓情況，假若從機(jī)的電流值趨向于0，由此可以推斷出從機(jī)中的路燈受到了損壞。假若無(wú)法精確接受從機(jī)的數(shù)據(jù)包，則可以推斷系統(tǒng)內(nèi)的線路路燈出現(xiàn)了一定的問(wèn)題。

3.2 從機(jī)軟件設(shè)計(jì)

電力載波在城市路燈遠(yuǎn)程智能控制中的應(yīng)用，有效地存進(jìn)了從機(jī)軟件的設(shè)計(jì)。結(jié)合實(shí)際的設(shè)計(jì)情況，在滿足主機(jī)實(shí)際需求的條件下，從機(jī)的軟件可以自由控制路燈的開(kāi)關(guān)，并依據(jù)系統(tǒng)內(nèi)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，巡檢采樣路燈的電流與電壓值，打包所獲取到的信息，最后傳送到主機(jī)，進(jìn)一步便于城市路燈智能監(jiān)控中實(shí)現(xiàn)相關(guān)操作。

4 低壓電力載波通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)的城市照明系統(tǒng)存在眾多方面的問(wèn)題，比如管理不夠規(guī)范、浪費(fèi)大、人工作業(yè)量大、系統(tǒng)總體規(guī)劃能力不足、缺乏統(tǒng)計(jì)查詢功能、路燈壽命較短等。

電力載波在城市路燈遠(yuǎn)程智能控制中的應(yīng)用，促進(jìn)了高效且科學(xué)的管理模式在城市中的實(shí)現(xiàn)，維修效率也極大地得到改善，確保整個(gè)城市照明的節(jié)電率、設(shè)備完好率、亮燈率等，與此同時(shí)還要加強(qiáng)系統(tǒng)自檢，減少相關(guān)人員的工作量，能及時(shí)應(yīng)對(duì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程出現(xiàn)的各類問(wèn)題，切實(shí)提高城市的整體服務(wù)質(zhì)量與管理效率。

電力載波在城市路燈遠(yuǎn)程智能控制中的應(yīng)用方面加強(qiáng)研究，城市照明設(shè)施的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)需要盡快建立，從而獲得城市照明設(shè)施的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括各個(gè)設(shè)施的性能指標(biāo)與老化程度等；對(duì)各個(gè)設(shè)施的能耗情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；綜合歷史資料與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)的地理信息展示技術(shù)，更加精準(zhǔn)地掌握照明設(shè)施的相關(guān)內(nèi)容。實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的故障，監(jiān)控所要統(tǒng)計(jì)的照明設(shè)施，達(dá)到精細(xì)化地管理各個(gè)設(shè)施的目的。

現(xiàn)階段急缺系統(tǒng)的硬件設(shè)備與軟件接口方面的規(guī)范，需要盡快對(duì)硬件控制設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究，進(jìn)一步約束并限制集中控制器與終端控制器的應(yīng)用，對(duì)通用接口也應(yīng)當(dāng)提出更高的要求。電力載波在城市路燈遠(yuǎn)程智能控制中的應(yīng)用，是以先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、通訊手段、自動(dòng)控制技術(shù)等為基礎(chǔ)建立起來(lái)的，它在未來(lái)要實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)地控制與管理城市道路照明設(shè)施的目的。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，低壓電力載波通信技術(shù)在城市路燈遠(yuǎn)程智能監(jiān)控中的應(yīng)用會(huì)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展而發(fā)展，我國(guó)的城市化水平也在不斷提高，作為完善城市功能的亮化，對(duì)于提高人民生活質(zhì)量與城市人民的居住環(huán)境至關(guān)重要，這也對(duì)我國(guó)照明事業(yè)的發(fā)展提出了更高的要求。此技術(shù)的順利應(yīng)用可以促進(jìn)相關(guān)從業(yè)人員準(zhǔn)確地掌握城市路燈的工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的安全隱患并排查，保證系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，從而為發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、提高城市的照明品質(zhì)等方面做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，促進(jìn)城市照明系統(tǒng)的精細(xì)化、智能化與管理信息化，進(jìn)而為城市帶來(lái)廣大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 唐桂忠，張廣明，趙亞琴，等.城市路燈飾燈遠(yuǎn)程智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)控技術(shù)，2004，（8）.

[2] 呂仲瑜，孟力，李璐.低壓電力線載波通信中的抗干擾問(wèn)題[J].電測(cè)與儀表，2003，（6）.

[3] 鄒常茂，韓慶軍.國(guó)內(nèi)智能照明節(jié)能電器設(shè)備的現(xiàn)狀與技術(shù)特性[J].節(jié)能與環(huán)保，2003，9（12）.

[4] 王健，褚曉廣.智能型節(jié)能路燈控制器的研究與實(shí)現(xiàn)[J].自動(dòng)化與儀表，2007，15（1）.

[5] 凌志浩，周怡颋，鄭麗國(guó).Zig Bee無(wú)線通信技術(shù)及其應(yīng)用研究[J].華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，32（7）.

（責(zé)任編輯：蔣建華）