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【摘要】将城市的照明管理分成不同区域和路段，并按照不同区域和路段的性质及重要程度，依据分布式照度仪的实测照度，结合城市照明自动化监控系统，实现分区域和路段按不同的光照度实现远程遥控开关灯的功能。
【关键词】分布式照度仪；城市照明自动化监控
在城市照明领域，目前应用比较广泛的是采用时控法和光控法对城市照明进行开关灯控制。
所谓的时控法，是以时间为唯一的开关灯依据，不论在任何季节条件下均只能在预先设定的时间进行开关灯，它有如下缺点：1.随着季节或气候的变化，需要人工干预来调整开关灯时间；2.在阴雨天光照度不足的情况下不能提前开灯，给市民出行活动带来不便，同时在晴朗天气的情况下已经开了灯但光照度仍然充足，不能提前关灯，造成浪费电力；3.绝大多数的时控设备的时钟走时精度不高，造成开关灯的时间误差。
所谓的光控法，是以照度仪实测的光照度满足预设的开关灯条件来控制路灯的开关。目前光控法广泛采用了在监控中心区域安装照度仪来实现对整个监控区域的开关灯，它有如下缺点：1.照度仪的量程大（0－20000Lux），在光控开关灯的照度敏感区域（0-100Lux）内的照度测量误差较大；2.整个监控区域只安装一套照度仪来实现对整个监控区域的控制，造成管理的粗放，对季节性的短时雷雨暴风天气应对能力差；3.没有冗余控制，在光线不足的白天或有强光照射的夜晚，可能发生误动作；4.城市夜晚景观灯的建设对光控在市区的使用影响很大。
远程分布式照度仪在城市照明自动化监控系统中的应用，克服了以上两种传统城市照明控制方法的不足。该系统采用时控和光控相结合的路灯控制方案，在正常情况下采用时控进行开关灯，同时系统会根据分布式照度仪的实测照度值来决定区域或路段路灯的开关，即能在阴雨天自动延长照明时间，在晴好天气自动缩短照明时间，又能在在特殊情况下（如日食等特殊情况）也可以实现白天亮灯，这些措施可满足市民对道路照明的需求，又避免了路灯的无畏开启，减少了开灯时间，从而节约了大量的电能，可以产生较好的社会效益。
一、系统构成
远程分布式照度仪在实际应用中，需要结合城市照明自动化监控系统的三遥功能。整个系统由前台分布式照度仪系统、通讯系统、后台城市照明自动化监控系统三个部分组成。前台分布式照度仪系统实时测量照度值与预设值的开关灯限制比较，达到开关灯条件后，将开关灯指令通过通讯系统发送到后台城市照明自动化监控系统，后台系统对预设区域和路段的照明控制点发送遥控开关灯指令来实现分区域和路段的开关灯控制功能。该系统使城市照明管理更加精确、人性化，即通过合理的控制开关灯实现节能减排，又能满足不同区域人类活动对照度值的要求，使城市照明管理向数字化、科技化、精细化管理迈进。
二、分布式照度仪系统
分布式照度仪系统主要由照度采集探头、照度处理器、数据传输单元（DTU）三个部分组成。照度采集探头主要功能是实时测量外界照度值，并且通过与照度处理器连接的485通讯线路，将实测数据传输到照度处理器，照度处理器最多能够连接8个照度采集探头；照度处理器的主要功能是存储照度采集探头的实测照度值，并且根据预设值在照度处理器内部的相关参数，分析出是否满足开关灯条件情况；数据传输单元（DTU）主要起到前台分布式照度仪与后台城市照明自动化监控系统之间的双向通讯作用，即分布式照度仪系统即可主动报告开关灯指令，又可以接受后台城市照明自动化监控系统的遥控指令。
然而，城市照明的质量关系到民生的意义重大，任何误操作都是不能被接受，因此，有必要采取相关技术措施，来确保分布式照度仪系统在城市照明自动化监控系统中能够稳定、可靠的运行。
1.照度采集探头的低量程和高精度
在城市照明的实际应用中，开关灯的照度值一般在20—50Lux左右。目前市场上的照度仪由于测量范围宽，一般在0—20000Lux左右，这样在50Lux左右的照度时误差非常大，造成对城市照明的控制精度差。因此照度采集探头设计的量程范围为0—200Lux，同时选用的照度传感模块线性度高，受外界温度等环境影响小，照度值的处理采用温度补偿，更是进一步的提高了照度采集探头的精度，保证照度值的准确性、可靠性，有利于决策、分析。
2.冗余技术和投票表决程序
分布式照度仪系统中，采用了广泛应用于航天和军工方面的冗余技术，即每个照度处理器均可连接最多八个照度采集探头，避免了单个照度采集探头的故障对城市照明的误动作而造成重大恶劣的影响。同时照度处理器内部集成智能的投票表决程序，该程序的原则是多数通过，即照度采集探头的照度值，当多数达到预设的开关灯条件时，将触发开关灯程序。
3.闭锁技术
该技术的应用基于的前提是：在白天的时候，天空的亮度可能会因为气象原因而变暗；而在夜晚的时候，天空的亮度不会因为气象原因而变亮。照度处理器中可设置一段闭锁时间区域，在该区域内部，可以达到光控开灯条件，但是不会发生光控关灯条件。在实际应用中，可将当天的开灯时间区域设置为闭锁时间，那么在夜晚的时候，不会因为闪电以及城市照明的灯光直接射到照度采集探头上而触发关灯程序。该技术解决了分布式照度仪系统在夜晚受到外部条件影响的问题。
4.通讯模块化以及通讯高成功率
随着科学技术的发展，通讯技术也越来越成熟。在城市照明自动化监控领域，从传统的虚拟专用电话网络，到后来广泛应用的无线电、GSM、GPRS、CDMA等通讯网络，以及现在新兴而趋于成熟的3G网络，可供选择的通讯网络很多。分布式照度仪系统需要与城市照明自动化监控系统之间通讯，主要由数据传输单元（DTU）完成该功能。照度处理器与DTU之间采用RS232接口，因此用户可以根据已经建成的城市照明自动化监控系统所使用的通讯系统，来选择相应的DTU模块，用以适应已经建成的城市照明自动化监控系统。为了保证照度仪系统的稳定性和可靠性，同时要求DTU具有高的在线率以及通讯成功率。
三、技术参数和性能指标
1.技术参数
1）照度采集探头量程范围：0－200Lux；
2）照度采集探头精度误差≤1%；
3）工作电源：180V-250V（AC）；
4）功耗：≤3W；
5）通讯正确率：≥99.9%；
6）耐压：3000V（AC），1分钟；
7）系统时钟的时间精度达每年±1分钟；
8）环境温度：-30℃～+80℃（满足南北方不同环境的需要）。
2.性能指标
1）照度处理器与照度采集探头之间采用RS485总线通讯。
2）照度处理器可设置、查询各照度采集探头的各项设定和数据。
3）照度处理器收到照度采集探头发出的照度值时，应进行智能判断处理，达到开关灯条件时，通过DTU发送指令到监控中心。
4）开关灯的决策依据按照投票表决多数优先的原则进行。
四、总结
远程分布式照度仪采用了传感技术、电子技术、通讯技术、微控制器技术、计算机及网络技术，其结合城市照明自动化监控系统的应用，能满足不同区域、不同路段对光照度的不同要求，使城市照明的开关灯控制更加精确、更加合理、更加人性化。即能通过合理的控制开关灯实现节能减排，又能满足不同区域人类活动对照度值的要求，真正实现精细化管理。
作者简介：刘志祖（1984—），男，湖北人，现供职于广州正力通用电气有限公司，研究方向：城市照明自动化监控管理、城市照明智能节能装置、城市照明线路监测防盗。
【关键词】分布式照度仪；城市照明自动化监控
在城市照明领域，目前应用比较广泛的是采用时控法和光控法对城市照明进行开关灯控制。
所谓的时控法，是以时间为唯一的开关灯依据，不论在任何季节条件下均只能在预先设定的时间进行开关灯，它有如下缺点：1.随着季节或气候的变化，需要人工干预来调整开关灯时间；2.在阴雨天光照度不足的情况下不能提前开灯，给市民出行活动带来不便，同时在晴朗天气的情况下已经开了灯但光照度仍然充足，不能提前关灯，造成浪费电力；3.绝大多数的时控设备的时钟走时精度不高，造成开关灯的时间误差。
所谓的光控法，是以照度仪实测的光照度满足预设的开关灯条件来控制路灯的开关。目前光控法广泛采用了在监控中心区域安装照度仪来实现对整个监控区域的开关灯，它有如下缺点：1.照度仪的量程大（0－20000Lux），在光控开关灯的照度敏感区域（0-100Lux）内的照度测量误差较大；2.整个监控区域只安装一套照度仪来实现对整个监控区域的控制，造成管理的粗放，对季节性的短时雷雨暴风天气应对能力差；3.没有冗余控制，在光线不足的白天或有强光照射的夜晚，可能发生误动作；4.城市夜晚景观灯的建设对光控在市区的使用影响很大。
远程分布式照度仪在城市照明自动化监控系统中的应用，克服了以上两种传统城市照明控制方法的不足。该系统采用时控和光控相结合的路灯控制方案，在正常情况下采用时控进行开关灯，同时系统会根据分布式照度仪的实测照度值来决定区域或路段路灯的开关，即能在阴雨天自动延长照明时间，在晴好天气自动缩短照明时间，又能在在特殊情况下（如日食等特殊情况）也可以实现白天亮灯，这些措施可满足市民对道路照明的需求，又避免了路灯的无畏开启，减少了开灯时间，从而节约了大量的电能，可以产生较好的社会效益。
一、系统构成
远程分布式照度仪在实际应用中，需要结合城市照明自动化监控系统的三遥功能。整个系统由前台分布式照度仪系统、通讯系统、后台城市照明自动化监控系统三个部分组成。前台分布式照度仪系统实时测量照度值与预设值的开关灯限制比较，达到开关灯条件后，将开关灯指令通过通讯系统发送到后台城市照明自动化监控系统，后台系统对预设区域和路段的照明控制点发送遥控开关灯指令来实现分区域和路段的开关灯控制功能。该系统使城市照明管理更加精确、人性化，即通过合理的控制开关灯实现节能减排，又能满足不同区域人类活动对照度值的要求，使城市照明管理向数字化、科技化、精细化管理迈进。
二、分布式照度仪系统
分布式照度仪系统主要由照度采集探头、照度处理器、数据传输单元（DTU）三个部分组成。照度采集探头主要功能是实时测量外界照度值，并且通过与照度处理器连接的485通讯线路，将实测数据传输到照度处理器，照度处理器最多能够连接8个照度采集探头；照度处理器的主要功能是存储照度采集探头的实测照度值，并且根据预设值在照度处理器内部的相关参数，分析出是否满足开关灯条件情况；数据传输单元（DTU）主要起到前台分布式照度仪与后台城市照明自动化监控系统之间的双向通讯作用，即分布式照度仪系统即可主动报告开关灯指令，又可以接受后台城市照明自动化监控系统的遥控指令。
然而，城市照明的质量关系到民生的意义重大，任何误操作都是不能被接受，因此，有必要采取相关技术措施，来确保分布式照度仪系统在城市照明自动化监控系统中能够稳定、可靠的运行。
1.照度采集探头的低量程和高精度
在城市照明的实际应用中，开关灯的照度值一般在20—50Lux左右。目前市场上的照度仪由于测量范围宽，一般在0—20000Lux左右，这样在50Lux左右的照度时误差非常大，造成对城市照明的控制精度差。因此照度采集探头设计的量程范围为0—200Lux，同时选用的照度传感模块线性度高，受外界温度等环境影响小，照度值的处理采用温度补偿，更是进一步的提高了照度采集探头的精度，保证照度值的准确性、可靠性，有利于决策、分析。
2.冗余技术和投票表决程序
分布式照度仪系统中，采用了广泛应用于航天和军工方面的冗余技术，即每个照度处理器均可连接最多八个照度采集探头，避免了单个照度采集探头的故障对城市照明的误动作而造成重大恶劣的影响。同时照度处理器内部集成智能的投票表决程序，该程序的原则是多数通过，即照度采集探头的照度值，当多数达到预设的开关灯条件时，将触发开关灯程序。
3.闭锁技术
该技术的应用基于的前提是：在白天的时候，天空的亮度可能会因为气象原因而变暗；而在夜晚的时候，天空的亮度不会因为气象原因而变亮。照度处理器中可设置一段闭锁时间区域，在该区域内部，可以达到光控开灯条件，但是不会发生光控关灯条件。在实际应用中，可将当天的开灯时间区域设置为闭锁时间，那么在夜晚的时候，不会因为闪电以及城市照明的灯光直接射到照度采集探头上而触发关灯程序。该技术解决了分布式照度仪系统在夜晚受到外部条件影响的问题。
4.通讯模块化以及通讯高成功率
随着科学技术的发展，通讯技术也越来越成熟。在城市照明自动化监控领域，从传统的虚拟专用电话网络，到后来广泛应用的无线电、GSM、GPRS、CDMA等通讯网络，以及现在新兴而趋于成熟的3G网络，可供选择的通讯网络很多。分布式照度仪系统需要与城市照明自动化监控系统之间通讯，主要由数据传输单元（DTU）完成该功能。照度处理器与DTU之间采用RS232接口，因此用户可以根据已经建成的城市照明自动化监控系统所使用的通讯系统，来选择相应的DTU模块，用以适应已经建成的城市照明自动化监控系统。为了保证照度仪系统的稳定性和可靠性，同时要求DTU具有高的在线率以及通讯成功率。
三、技术参数和性能指标
1.技术参数
1）照度采集探头量程范围：0－200Lux；
2）照度采集探头精度误差≤1%；
3）工作电源：180V-250V（AC）；
4）功耗：≤3W；
5）通讯正确率：≥99.9%；
6）耐压：3000V（AC），1分钟；
7）系统时钟的时间精度达每年±1分钟；
8）环境温度：-30℃～+80℃（满足南北方不同环境的需要）。
2.性能指标
1）照度处理器与照度采集探头之间采用RS485总线通讯。
2）照度处理器可设置、查询各照度采集探头的各项设定和数据。
3）照度处理器收到照度采集探头发出的照度值时，应进行智能判断处理，达到开关灯条件时，通过DTU发送指令到监控中心。
4）开关灯的决策依据按照投票表决多数优先的原则进行。
四、总结
远程分布式照度仪采用了传感技术、电子技术、通讯技术、微控制器技术、计算机及网络技术，其结合城市照明自动化监控系统的应用，能满足不同区域、不同路段对光照度的不同要求，使城市照明的开关灯控制更加精确、更加合理、更加人性化。即能通过合理的控制开关灯实现节能减排，又能满足不同区域人类活动对照度值的要求，真正实现精细化管理。
作者简介：刘志祖（1984—），男，湖北人，现供职于广州正力通用电气有限公司，研究方向：城市照明自动化监控管理、城市照明智能节能装置、城市照明线路监测防盗。