物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市照明控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

李強(qiáng)

摘 要：城市照明控制系統(tǒng)需要具備照明控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控、節(jié)點(diǎn)管理、異常處理和統(tǒng)計(jì)分析等多種功能，并要滿足時(shí)間性能、可拓展性、易用性以及精度等性能需求。在城市照明控制系統(tǒng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠?yàn)橄到y(tǒng)各方面工程的實(shí)現(xiàn)提供重要技術(shù)支持，促使城市照明系統(tǒng)更全面的發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益?；诖耍疚慕Y(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和城市照明控制系統(tǒng)主要技術(shù)，細(xì)化探究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市照明控制系統(tǒng)中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 城市照明控制系統(tǒng) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）10（b）-0037-02

在城市照明控制系統(tǒng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠?qū)Τ鞘姓彰飨到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與管理，并節(jié)約能源消耗，對(duì)推動(dòng)現(xiàn)代化城市建設(shè)意義重大。為了在城市照明控制系統(tǒng)中更全面的發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提升系統(tǒng)性能，有必要深入探究互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及城市照明控制系統(tǒng)的主要技術(shù)，結(jié)合相關(guān)技術(shù)分析城市照明控制系統(tǒng)當(dāng)中多個(gè)方面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的具體化應(yīng)用，對(duì)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不斷地改進(jìn)與優(yōu)化。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要包含了3個(gè)特征，分別是互聯(lián)網(wǎng)特征、識(shí)別和通信特征、智能化特征?；ヂ?lián)網(wǎng)特征指的是所有聯(lián)網(wǎng)物體，都要構(gòu)建互通互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)體；識(shí)別和通信特征指的是物在進(jìn)入到物聯(lián)網(wǎng)之后，必須具備物物通信和自動(dòng)識(shí)別功能；智能化特征指的是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要具備智能控制、自動(dòng)化以及自我反饋的特點(diǎn)。互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)可以在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步延伸與拓展，并且物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中所有節(jié)點(diǎn)都能夠在自我延伸或者與其他模塊相融基礎(chǔ)上，擴(kuò)展用戶端，整個(gè)過程中的數(shù)據(jù)信息通信具有非常高的穩(wěn)定性。物聯(lián)網(wǎng)能夠在多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)有效應(yīng)用，包括激光掃描、紅外感應(yīng)以及射頻識(shí)別等。根據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，物聯(lián)網(wǎng)能夠和其他網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)的建立數(shù)據(jù)連接，對(duì)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)智能化、全方位的監(jiān)控與管理。

2 城市照明控制系統(tǒng)主要技術(shù)

在城市照明控制系統(tǒng)當(dāng)中，Zigbee無線連接技術(shù)屬于主要應(yīng)用技術(shù)，該技術(shù)較為簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性突出，使用中所消耗的能源非常少，很適合在近距離無線網(wǎng)當(dāng)中應(yīng)用，尤其是在物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部多種電子設(shè)備當(dāng)中具有良好的應(yīng)用特性，可以順暢、高效地對(duì)周期性以及間接性信息數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)全面?zhèn)鬏?，?yīng)用價(jià)值突出。該技術(shù)的傳輸速率雖然比較低，不夠相比其他無限接線其功耗也更低。近年來，Zigbee無線連接技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛推廣，在消費(fèi)性電子設(shè)備中、工業(yè)控制裝置中、游戲機(jī)、電腦外設(shè)以及建筑自動(dòng)化設(shè)備等當(dāng)中都能將該技術(shù)嵌入其中，在小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無線通信控制。IEEE802.15.4協(xié)議是Zigbee通信協(xié)議的基礎(chǔ)，促使設(shè)備聯(lián)網(wǎng)性能更加突出，并對(duì)星狀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以及簇狀結(jié)構(gòu)等無線網(wǎng)絡(luò)提供重要支持。Zigbee無線連接技術(shù)屬于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)，其可靠性和完整性較為突出，非常適用于城市照明控制系統(tǒng)當(dāng)中。比如：在城市路燈控制系統(tǒng)中應(yīng)用該技術(shù)，由于相鄰的路燈之間基本上都保持在50m之內(nèi)的距離，可以直接在每個(gè)路燈上安裝Zigbee無線傳感器，促使不同模塊相互之間建立連接關(guān)系，之后在利用GPRS網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)集中協(xié)調(diào)器與城市照明控制系統(tǒng)之間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和信息交換等功能。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市照明控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在城市照明控制系統(tǒng)當(dāng)中，能夠?qū)ο到y(tǒng)結(jié)構(gòu)加以優(yōu)化，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)城市照明控制中心、路燈信息終端以及網(wǎng)絡(luò)集中協(xié)調(diào)器的設(shè)置。在城市照明控制中心，可以通過Internet和GPRS無線通信網(wǎng)，保持和網(wǎng)絡(luò)集中協(xié)調(diào)器相互之間實(shí)現(xiàn)信息通訊，對(duì)網(wǎng)絡(luò)集中協(xié)調(diào)器具體所接收的相關(guān)信息數(shù)據(jù)加以收集，并集中向Zigbee無線傳感器當(dāng)中發(fā)送。Zigbee對(duì)應(yīng)的無線傳感器能夠在2.4G頻段基礎(chǔ)上，向路燈信息終端發(fā)送數(shù)據(jù)信息，而路燈信息終端在接收到對(duì)應(yīng)信息數(shù)據(jù)之后，會(huì)結(jié)合信息通訊協(xié)議執(zhí)行具體命令，將單燈運(yùn)行模式進(jìn)行一定改變，或者對(duì)城市照明燈具實(shí)際運(yùn)行功率進(jìn)行一定調(diào)整[1]。

3.2 單燈信息終端應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

在城市照明燈具當(dāng)中安裝單燈信息終端，能夠?qū)φ彰鳠艟邔?shí)際運(yùn)行參數(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)采集與分析，結(jié)合電壓、溫度以及電流等數(shù)據(jù)對(duì)照明燈具實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)全面掌握與分析[2]。路燈有關(guān)信息數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)集中協(xié)調(diào)器當(dāng)中，協(xié)調(diào)器結(jié)合所接受道德額信息對(duì)單個(gè)照明燈具實(shí)現(xiàn)開關(guān)和亮度控制，同時(shí)還能發(fā)出報(bào)警信息。將Zigbee無線傳感器設(shè)置到單獨(dú)的照明燈具當(dāng)中，能夠和網(wǎng)絡(luò)集中協(xié)調(diào)器交換彼此內(nèi)部數(shù)據(jù)。在對(duì)城市照明控制系統(tǒng)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以通過Zigbee無線傳感器以及單片機(jī)對(duì)串口數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)相互通信。對(duì)單燈信息模塊實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以通過低功耗設(shè)計(jì)減少能源消耗。

3.3 用戶管理軟件應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

目前城市照明控制系統(tǒng)當(dāng)中，包括了兩個(gè)重要組成部分，分別是控制中心和網(wǎng)絡(luò)客戶端。在XML通信標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，能夠在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換與傳輸，同時(shí)還能在連接網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)過程中，共享網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于城市照明控制系統(tǒng)當(dāng)中，一個(gè)重要基礎(chǔ)就是.NET平臺(tái)構(gòu)架，同時(shí)通過Windows XP軟件對(duì)應(yīng)操作系統(tǒng)，對(duì)視窗化模塊實(shí)現(xiàn)有效設(shè)計(jì)，在城市照明燈具相應(yīng)GIS信息系統(tǒng)支持下，對(duì)人機(jī)交流界面實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)[3]。

3.4 利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)豐富系統(tǒng)功能

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在城市照明控制系統(tǒng)當(dāng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)單點(diǎn)控制或者集成控制，根據(jù)城市照明在不同季節(jié)當(dāng)中的實(shí)際需求變化，對(duì)城市照明系統(tǒng)當(dāng)中的全夜燈和半夜燈實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定時(shí)，或炸遠(yuǎn)程遙控相關(guān)燈具，還可對(duì)系統(tǒng)單個(gè)路燈對(duì)應(yīng)信息終端實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)控制和單點(diǎn)監(jiān)測(cè)。另外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，自動(dòng)巡測(cè)城市照明系統(tǒng)，并對(duì)城市多個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)照明情況進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè)，并在預(yù)先設(shè)定基礎(chǔ)上自動(dòng)進(jìn)行開關(guān)等操作。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于城市照明系統(tǒng)當(dāng)中，還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和精確定位等功能，有效提升管控效率，減少工作人員勞動(dòng)量，及時(shí)維護(hù)系統(tǒng)并搶修系統(tǒng)故障，保障城市照明控制系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)不斷發(fā)展過程中，對(duì)多種技術(shù)的提升和聚合性應(yīng)用，包括自動(dòng)化技術(shù)、感知技術(shù)、人工智能以及現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，在人與物實(shí)現(xiàn)智慧對(duì)話過程中創(chuàng)造出一個(gè)全新的智慧世界。在城市照明控制系統(tǒng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠有效的優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、單燈信息終端和用戶管理軟件，并拓展系統(tǒng)多樣化功能，對(duì)保障城市照明控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用，需要重視并進(jìn)一步探索該技術(shù)的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱寶華.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].無線互聯(lián)科技，2017（8）：48.

[2] 張卓云.城市級(jí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在LED公共照明監(jiān)控系統(tǒng)中的研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2017（10）：16.

[3] 吉愛清.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].南京郵電大學(xué)，2016.

[4] 方菲菲.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市照明控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技與創(chuàng)新，2015（13）：137-138.

[5] 于海成.物聯(lián)網(wǎng)在智能化城市照明節(jié)能監(jiān)控管理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化博覽，2013（4）：50-52.

[6] 黃勤陸，黃鳳江，肖甘.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市燈光監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2014，31（6）：327-329.

[7] 張卓云.城市級(jí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在LED公共照明監(jiān)控系統(tǒng)中的研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2017（10）：16.