智能化控制系統(tǒng)在城市路燈照明中的應(yīng)用分析

隴西縣市政管理所 樊志偉

路燈作為我國城市化建設(shè)中的主要照明設(shè)施之一，也是城市中耗電量比較大的設(shè)備?，F(xiàn)階段，路燈照明管理方式和控制系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足城市照明的要求了，更不能按照天氣的狀況對路燈照明時間以及亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，這會導(dǎo)致電能浪費。智能化控制系統(tǒng)在路燈照明中的有效應(yīng)用，不僅可以在網(wǎng)絡(luò)上對照明設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，還能夠減少其他因素對照明狀態(tài)的影響，從而節(jié)約電能。

1 建設(shè)智能路燈控制系統(tǒng)的重要性

現(xiàn)如今，城市照明已經(jīng)受到了人們的重視，其中的路燈和景觀燈的規(guī)模也越來越大，這會給規(guī)劃、設(shè)計和管理等帶來一系列的問題。我國的大部分城市中的路燈系統(tǒng)自動化管理效果不強(qiáng)，一些先進(jìn)的自動化系統(tǒng)并沒有在其中有效應(yīng)用。部分城市仍采用早期的鐘控和人工控制技術(shù)，其系統(tǒng)整體的可靠性低。特別是當(dāng)季節(jié)和氣候不斷變化的時候，并不能及時改變開關(guān)燈運行的時間，更不能及時發(fā)現(xiàn)其中的問題。傳統(tǒng)路燈一般會采用電力載波這種有線的傳輸方式，整體的成本比較高，線路也非常復(fù)雜，因此，檢修線路時不能實時傳輸數(shù)據(jù)。在此過程中，不容易對電力載波信號進(jìn)行嚴(yán)格控制，只可以在一個配電變壓器區(qū)域范圍中實現(xiàn)信號的傳送。要想在此背景下滿足更高的節(jié)能要求，需要對傳統(tǒng)路燈控制系統(tǒng)中的弊端進(jìn)行分析，以期實現(xiàn)對智能路燈控制系統(tǒng)的有效應(yīng)用。智能化控制系統(tǒng)在城市照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅可以強(qiáng)化路燈照明的效果，還可以不斷降低照明功率，實現(xiàn)對整體照明系統(tǒng)的智能化控制。此外，在對路燈進(jìn)行安裝時，需要采用變功率鎮(zhèn)流器，不斷降低光源自身的輸出功率，強(qiáng)化整體的智能化效果，為智能化控制系統(tǒng)在城市照明工程中的穩(wěn)定運行提供條件。

2 城市路燈照明智能控制的特點

2.1 節(jié)能性強(qiáng)

零點以后，大部分城市人和車輛比較少，對路燈的照明需求并不是特別高。如果在此背景下路燈一整夜都亮著，就會資源電能。這個時候加強(qiáng)對路燈的智能控制，可以采用節(jié)能路燈進(jìn)行照明，不僅可以滿足人們對路燈照明的實際需求，還可以降低路燈在運行中所消耗的電力資源，進(jìn)而延長路燈的使用應(yīng)用壽命。

2.2 方便管理，實現(xiàn)全方位監(jiān)控

自動化技術(shù)作為智能控制系統(tǒng)中的主要組成部分，其具有一定的方便性，整體的自動化控制效果非常強(qiáng)。人們可以在此基礎(chǔ)上隨時隨地進(jìn)行操作，真正實現(xiàn)遠(yuǎn)程和智能操作，對路段進(jìn)行全方位控制以及監(jiān)控，保證管理的方便性；同時，應(yīng)用智能控制不僅可以方便對路燈工作狀況進(jìn)行綜合性監(jiān)測，還可以對其進(jìn)行及時維修，減少路燈的巡查投入，不斷縮小工作量，從而實現(xiàn)對路燈運行的全方位管理。

2.3 信息化和智能化程度高

智能控制在城市路燈照明中的應(yīng)用，不僅對傳統(tǒng)的照明方式進(jìn)行了創(chuàng)新，還加強(qiáng)了對先進(jìn)數(shù)字技術(shù)的有效應(yīng)用，可以保證路燈系統(tǒng)的數(shù)據(jù)化。在此基礎(chǔ)上，操作人員能夠?qū)嵭蟹终臼占瑢⑾嚓P(guān)數(shù)據(jù)及時和有效地反饋給主站，給路燈智能控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供了條件。此外，智能化控制系統(tǒng)不僅能夠?qū)β窡暨M(jìn)行巡察和管理，還可以對路燈照明進(jìn)行智能化控制，減少其他問題的發(fā)生。

3 智能化路燈照明控制系統(tǒng)組成

3.1 本地控制系統(tǒng)

首先，需要對系統(tǒng)中的主控基站進(jìn)行安裝，對主站區(qū)域進(jìn)行合理劃分，并且在主站模塊中要對主控基站進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，保障互聯(lián)網(wǎng)和主控基站之間的連接。其次，借助互聯(lián)網(wǎng)在主控基站上對運行信息進(jìn)行收集和整合，促進(jìn)信息之間的有效傳遞，保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，讓此控制系統(tǒng)可以在城市路燈照明系統(tǒng)中發(fā)揮自身的作用。在此過程中，還要對信息存儲系統(tǒng)進(jìn)行綜合性構(gòu)建，可以有效防止運行信息丟失等情況，保證信息的完整性。此外，還需要對城市路燈照明系統(tǒng)的管理流程進(jìn)行優(yōu)化，加強(qiáng)對系統(tǒng)的維護(hù)。

3.2 主控制系統(tǒng)

這種系統(tǒng)是智能化控制系統(tǒng)中的主控中心，可以實現(xiàn)對城市路燈照明的智能化控制。在對此系統(tǒng)的內(nèi)容進(jìn)行分析時，發(fā)現(xiàn)其包括了視頻監(jiān)控中心、視頻監(jiān)控設(shè)備和打印輸出設(shè)備等，并且在系統(tǒng)中可以通過各項指令對設(shè)備進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，將控制指令有效發(fā)送，實現(xiàn)對路燈的自動化控制；同時，監(jiān)控中心主要應(yīng)用DCMS軟件系統(tǒng)，在核心監(jiān)控平臺上構(gòu)建新操作系統(tǒng)，并且其還可以利用瀏覽器訪問模式構(gòu)建人機(jī)交互界面，及時發(fā)現(xiàn)城市路燈管理中的問題，充分發(fā)揮智能化控制系統(tǒng)在路燈照明中的作用。

主控制系統(tǒng)還可以對的城市照明路燈自身的性能進(jìn)行改善，實現(xiàn)對綜合質(zhì)量的檢查，對路燈照明的具體情況進(jìn)行實時監(jiān)控。隨著智能化控制在城市照明中的有效應(yīng)用，對主控制系統(tǒng)的運行提出了更高要求。相關(guān)技術(shù)人員在此基礎(chǔ)上，可以通過投影儀和計算機(jī)等設(shè)備的有效運用，對路燈照明系統(tǒng)的具體狀態(tài)進(jìn)行綜合性監(jiān)控。

一般情況下，在對計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置時，要保證計算機(jī)不少于兩臺，一臺需要投入在智能控制工作中，還有一臺作為運行計算機(jī)出現(xiàn)故障時的備用設(shè)備，可以有效避免計算機(jī)故障對照明系統(tǒng)的影響。因此，在對計算機(jī)進(jìn)行配置時，不僅要保障信息之間的正常傳輸，還要實現(xiàn)對此系統(tǒng)的自動化操作，結(jié)合城市照明的具體需求，對照明系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)調(diào)節(jié)，為智能化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供條件。

3.3 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

相關(guān)學(xué)者在對此系統(tǒng)的特點進(jìn)行分析時，發(fā)現(xiàn)其主要包括無線和有線兩種傳輸方式。前者是借助無線電臺等多種設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的傳輸，后者主要是利用網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方式，實現(xiàn)數(shù)據(jù)間的準(zhǔn)確傳輸?，F(xiàn)階段，智能化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性比較強(qiáng)，其在城市路燈照明中的應(yīng)用能夠保證數(shù)據(jù)傳輸之間的有效性，對各個控制部分中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，強(qiáng)化城市化中的照明效果。

4 智能化控制系統(tǒng)功能模塊

4.1 本地控制系統(tǒng)中的子站

在對本地控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，要想保證其運行的穩(wěn)定性，需要綜合考慮不同路段路燈以及三相電功率的分配，還要結(jié)合不同型號路燈，加強(qiáng)對節(jié)能方式的有效應(yīng)用，保證整體的照明效果。為了實現(xiàn)對各種組合模式的有效應(yīng)用，可以在其中加入觸發(fā)器完成相關(guān)的操作，其中的觸發(fā)器越多，能夠?qū)崿F(xiàn)照明組合的方式也越多。

此系統(tǒng)中的子站可以完成路燈的開關(guān)控制，對控制流程進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)通信系統(tǒng)建立完成后，需要在主控機(jī)的基礎(chǔ)上結(jié)合各個區(qū)域?qū)φ彰鞒潭鹊牟煌枨蠡蛘呤撬募咀兓瑢χ悄芑刂葡到y(tǒng)進(jìn)行有效應(yīng)用；同時，工作人員還可以通過通信系統(tǒng)將信息發(fā)送到子站中。一般情況下，子站會將所接收到的信息傳送到存儲器中。由于其屬于可改寫的存儲器，所以在開關(guān)燈時刻表上可以針對具體的情況對系統(tǒng)進(jìn)行更改。這種控制模式，不僅在最大程度減少了電能的浪費，還能夠保證子站的穩(wěn)定運行，實現(xiàn)對路燈開關(guān)的有效控制。

此外，子站還是本地控制系統(tǒng)與主控機(jī)的信息途徑，其可以將可以收集到的電流電壓信息進(jìn)行控制和整合，然后通過互聯(lián)網(wǎng)有效地傳輸?shù)街骺叵到y(tǒng)中。此信息反饋不僅可以提高系統(tǒng)自身的應(yīng)變能力，還能夠降低故障的排除時間。

4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

在對整個智能路燈控制系統(tǒng)的作用機(jī)制進(jìn)行分析時，發(fā)現(xiàn)其中的核心是和路燈的監(jiān)控終端進(jìn)行連接，并且監(jiān)控終端還需要與服務(wù)器之間有效連接，才能做好路燈的控制工作。要想實現(xiàn)監(jiān)控終端在運行中的穩(wěn)定性以及簡易性，需要保證監(jiān)控終端運行的穩(wěn)定性，保證模塊化設(shè)計。在具體的硬件設(shè)計中，發(fā)現(xiàn)其主要是由電量采集與數(shù)據(jù)管理等模塊組成的，這為系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供了條件。

4.3 數(shù)據(jù)采集模塊

研究人員發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集模塊屬于一種簡易的微型計算機(jī)，在對其中的處理器部分進(jìn)行分析時，發(fā)現(xiàn)其主要為ARM架構(gòu)，其中該芯片的主頻為72MHz，其能夠連接通用的多種外設(shè)；同時，這種數(shù)據(jù)采集模板自身的性能還能夠滿足智能路燈控制系統(tǒng)具體要求的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對監(jiān)控終端的控制。在處理器的基礎(chǔ)上，對監(jiān)控終端的外圍硬件進(jìn)行科學(xué)設(shè)計。

數(shù)據(jù)采集模塊主要包含以下功能：

數(shù)據(jù)采集。智能系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集主要是對路燈所在環(huán)境的亮度、溫度和濕度等指標(biāo)進(jìn)行綜合性檢測，其中是由光敏電阻和濕度傳感器等多種元器件構(gòu)成的，可以說這些指標(biāo)直接影響著路燈的亮度指標(biāo)。監(jiān)控終端可以將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，然后將其返回到服務(wù)器中。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)中的服務(wù)器可以按照特定的程序?qū)β窡袅炼冗M(jìn)行計算，然后向?qū)?yīng)監(jiān)控終端傳輸指令，結(jié)合環(huán)境的具體情況，實時調(diào)節(jié)路燈自身的亮度。此外，GPS定位模塊不僅可以準(zhǔn)確定位路燈所出現(xiàn)的故障位置，便于后期維修。

臨時存儲。監(jiān)控終端可以將所收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，將其上傳到服務(wù)器中，需要加強(qiáng)對發(fā)送速率的有效控制。但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定的時候，監(jiān)控終端可以將臨時的數(shù)據(jù)存儲到SD卡中；等到網(wǎng)絡(luò)正常的時候，可以再次嘗試傳輸數(shù)據(jù)，避免因為傳輸不及時造成數(shù)據(jù)丟失。在本地存儲器的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的整合，為日后路燈監(jiān)控終端的維修提供條件。

4.4 加強(qiáng)對終端電量管理

電量管理模塊是智能路燈照明系統(tǒng)運行中的關(guān)鍵硬件之一，其主要是通過電源管理芯片對電量指標(biāo)進(jìn)行綜合性檢測，如充電狀態(tài)和電池溫度等。在此過程中，還能夠檢測路燈電路中的短路情況，可以對電量管理芯片進(jìn)行科學(xué)設(shè)置。要想在此背景下準(zhǔn)確獲取路燈電量信息，需要了解熟悉路燈的充放電周期，強(qiáng)化電量管理模塊設(shè)計的效果，保證充放電的有效性。此外，還要加強(qiáng)對智能系統(tǒng)相關(guān)軟件的檢測，等到電池充滿后，需要對電池進(jìn)行放電，為城市路燈照明系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供條件。

4.5 通信模塊

由于計算機(jī)與計算機(jī)外鏈設(shè)備之間都是在通信模塊基礎(chǔ)上連接的，更需要保證信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，保證數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換的有效性。在對通信模塊的內(nèi)容進(jìn)行分析時，發(fā)現(xiàn)其主要是由電源插座、控制指示燈和發(fā)送指示燈等設(shè)備所組成的。這種通信模塊主要是選擇RS-485作為串行接口方式，保障信息通訊的有效性。

此模塊所應(yīng)用的主要調(diào)制方式為調(diào)制解調(diào)，也就是外接電話線和收發(fā)共線設(shè)置等方式，在此基礎(chǔ)上科學(xué)設(shè)置外接無線電臺設(shè)備；同時，還需要促進(jìn)調(diào)制解調(diào)RS-485口之間的有效結(jié)合，主要采用耦合方式對通信模塊進(jìn)行優(yōu)化。在對通信模塊進(jìn)行設(shè)計時，不僅可以提高系統(tǒng)自身的抗干擾能力，還可以加強(qiáng)對數(shù)據(jù)信息的整合，保證通信的有效性。

5 發(fā)展前景

隨著城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，人們已經(jīng)認(rèn)識到了照明系統(tǒng)應(yīng)用的重要性，其不僅可以保障行車和行人的安全性，還能夠為人們的生活提供更多的便利，可以美化城市晚景環(huán)境。在對城市路燈照明系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)其主要經(jīng)歷了三種評價標(biāo)準(zhǔn)，首先是照度的標(biāo)準(zhǔn)，然后是亮度標(biāo)準(zhǔn)，最后是可見度標(biāo)準(zhǔn)。但是，其他的照明系統(tǒng)仍在沿用照度標(biāo)準(zhǔn)評價。

我國目前城市道路照明系統(tǒng)為了更加快速地適應(yīng)社會的發(fā)展，正在不斷向高精端的方向發(fā)展。特別是隨著自動化照明系統(tǒng)的有效應(yīng)用，道路和燈具配管設(shè)計也在一定程度上超越了照度標(biāo)準(zhǔn)，對亮度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了革新。現(xiàn)階段，我國已經(jīng)跨入了一個智能化時代，單片機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)等科技在各個領(lǐng)域中得到了有效應(yīng)用。然而，為了讓城市路燈照明系統(tǒng)可以更好地服務(wù)于社會的發(fā)展，需要加強(qiáng)對高新技術(shù)的有效應(yīng)用，將其應(yīng)用到智能化控制系統(tǒng)，保證智能化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

科學(xué)應(yīng)用智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)對城市路燈照明的建設(shè)，不僅可以對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)控制，還可以為城市的發(fā)展提供合理照明環(huán)境，及時發(fā)現(xiàn)故障路燈，對其進(jìn)行準(zhǔn)確定位和維護(hù)。加強(qiáng)對此系統(tǒng)的有效應(yīng)用能夠在很大程度上降低人力成本的投入，還可以不斷提高能源利用率，及時消除或者是降低人為控制的不穩(wěn)定因素，實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的智能化控制。相關(guān)學(xué)者需要結(jié)合計算機(jī)和通信技術(shù)的特點，構(gòu)建智能化的路燈照明節(jié)能控制系統(tǒng)，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供配套產(chǎn)品。

除了要應(yīng)用智能化的控制系統(tǒng)，還需要從不同角度出發(fā)強(qiáng)化路燈整體的管理效果。此外，部分學(xué)者在SES200智能單燈節(jié)電驅(qū)動基礎(chǔ)上，對控制裝置系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，降低了功耗，保證了電壓輸出的穩(wěn)定性，強(qiáng)化了節(jié)能效果；同時，還要結(jié)合半夜燈的照明需求，強(qiáng)化節(jié)能的效果，取代感式鎮(zhèn)流器。尤其是在產(chǎn)品自身可靠性不斷強(qiáng)化的背景下，電子元器件價格也在不斷下降，其在工程實踐中的有效應(yīng)用，能夠提供可靠和性價比高的智能化系統(tǒng)，路燈節(jié)能控制系統(tǒng)整體性能更高。

結(jié)束語：綜上所述，為了滿足現(xiàn)代化城市建設(shè)的要求，需要實現(xiàn)對城市路燈照明系統(tǒng)的智能化建設(shè)，在滿足社會發(fā)展要求的基礎(chǔ)上，提高人們的生活水平。在對城市街道中的照明系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)時，不僅要對智能路燈系統(tǒng)進(jìn)行安裝，還要控制其中的電壓和電流，及時發(fā)現(xiàn)照明系統(tǒng)中的問題，進(jìn)而實現(xiàn)對當(dāng)前照明控制系統(tǒng)的自動化控制。