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摘要：路灯作为城市夜间交通道路的主要照明系统，在城市基础设施建设中占有重要的地位。随着城市的现代化发展，人们对于路灯的性能提出了更高的要求。对于传统路灯存在的耗能大、、寿命短、难以管理等问题都亟待解决，为此，实现路灯系统的智能化、自动化就显得尤为重要。本文通过分析智能路灯控制系统的优越性和功能特点，来探讨基于GSM/GPRS和ZigBee网络以及控制模式下的智能路灯控制系统的设计与应用。
关键词：智能路灯 控制系统 功能特点 设计应用
随着我国大力开展节能环保理念的应用越来越广，人们开始关注城市道路两旁数量较多的路灯的耗能情况。就目前我国城市路灯照明系统管理现状来看，很多城市的路灯照明系统都存在诸多的问题，如：资源浪费较为严重，路灯的使用寿命不长，日常维护管理不全面、故障发生率较大且维修所需人工量很大，这些问题都严重制约着路灯控制系统的功能应用，也为城市居民的生活舒适度和交通道路的安全性带来很大影响。为了解决这些问题，就有必要对智能路灯控制系统进行大力研究与应用，尽快使城市路灯照明系统实现智能化管理，切实提高城市的整体建设水平。
1、智能控制型路灯的优越性
所谓智能控制型路灯，就是运用先进的通讯手段，计算机网络技术、自动控制技术、新型传感技术与自动检测技术等构成的无线监控系统，快速准确地对道路照明、城市灯饰工程、广场照明、桥梁和隧道照明等系统进行智能监控，实现对远程路灯和电源实施遥控、遥测、摇监、遥视、摇信等功能，便于了解路灯运行状况以及它的维修和保养，能提高路灯运行质量和效率。相较于传统的路灯照明系统，采取智能控制的路灯系统有着极大的优越性，主要体现在以下几方面：
1.1具有较强的节能性。由于城市在后半夜对于照明强度的要求不是很高，若使路灯整夜都工作，就会浪费大量的电能，若采用“后夜灯”的工作方式，也会影响到一些居民的照明需求，但若采用智能控制的路灯照明系统，就可以很好的解决这一问题，实现即节能又能满足照明需求的路灯系统，同时也降低了路灯的损耗，使路灯的使用寿命更长。
1.2智能控制的路灯系统可以很好的实现远程监控，也方便了市政人员对路灯的维护与管理，通过智能系统和监控系统，可以很快掌握路灯的故障发生状况，并及时采取措施进行维修，这种集中的监控管理，极大的减少了人工巡查所需的资源投入和人工作业量，提高了管理工作效率。
1.3智能化、信息化、数据化程度高。由于主站和分站大量采用电脑和网络技术，路灯的整体控制智能化、信息化程度相当高，且从分站收集、反馈给主站的数据量也较大，这为智能系统开发决策和优化、维修和维护提供了基础。
2、智能控制型路灯的基本功能
从目前的研发利用的智能路灯控制系统的应用现状来看，智能控制路灯系统至少具备以下几点基本功能。即：（1）实现了良好的远程遥控功能，使路灯系统的开关控制、照明强度以及工作时间都能在系统监控中心通过远程遥控来实现，并且能够根据不同的季节、节假日或天气情况进行合理调控，以在满足城市交通照明需求的前提下，尽可能的减少电能损耗。（2）实现了遥测、遥信功能，通过分站集中控制器对区域内路灯数据的检测和采集，再由无线或有限通讯手段，将数据反馈给主站控制中心，进而分析各区域内每盏路灯的工作情况。（3） 遥监、遥视功能，对于现场检测的数据和信息，通过网络传输给控制中心，可由控制中心的电脑LCD进行图文显示。（4） 自动检测、反馈、报警功能，通过中心控制主站对分站集中控制器的命令，集中控制中心对区域内各路灯进行实时监控和巡查，迅速显示出故障点区域信息，再由中心职务人员或电脑、网络自动联系相关维修人员。（5） 统计、查询和打印功能，智能控制系统中心能对采集反馈的实时数据和信息进行存储、统计和分类，以表格、曲线、直方图等显示出来，可根据年、月、日统计数据进行查询。
3、基于通讯网络的智能路灯控制系统设计与应用
智能路灯控制系统要想实现远程监控与管理，充分发挥职能作用，是离不开通讯网络的应用的，现本文以采用GSM/GPRS和ZigBee网络为讯通网络方式来分析智能路灯控制系统的设计与应用。
3.1 基于GSM/GPRS的智能路灯控制系统设计与应用
利用GSM来实现智能控制路灯的远程管理和监控的成本低、频谱利用率高、系统容量大、保密性好、抗干扰能力强、自动漫游等优点，直接把要发的信息加上目的地址发送即可；而GPRS是在GSM系统的基础上利用分组交换技术建立的，它在兼容GSM的同时能在网络上传输高速数据，利用GPRS的资源利用率高、传输速度快、接入时间短、随时在线访问查询、支持TCP/IP协议等优点，故GPRS网络特别适合于频发小数据量的实时传输，这正好符合智能控制路灯的遥控设计思路。
路灯智能监控系统是一个分布式、集散型、网络化、全开放的监控系统。监控中心对整体路灯系统控制，向分控点发出命令，对分控点的运行状态、电流、电压、电量等参数进行采集，并将信息反馈给监控中心，供显示屏显示、打印机打印及管理人员分析处理，同时对分站内路灯进行开/关控制。
3.2 基于ZigBee网络的智能路灯控制系统设计与应用
ZigBee是IEEE 802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。正是利用ZigBee网络的特点，将其应用到智能路灯无线控制系统中，这使得在路灯管理中非常适合使用ZigBee技术。使用ZigBee无线通信，可实现如下功能：无线控制、信号传递、传递一些辅助控制信号和监视信号、快速巡检、交通灯智能管理等。
4、基于控制模式的智能路灯控制系统设计与应用
控制模式是指将无线通信技术、微机电MEMS系统和传感技术融合到一起的无线传感器网络技术，它通过安装在路灯上的光学、声学、电学、速度传感器（多普勒探测器），或采用上述光学、声学、电学、速度的探测器（监控自然条件的亮度、道路行人和行车的声音和速度、电灯的实际使用电压和功率等），然后配上智能单片机或PLC控制器和无线通讯技术，实现对路灯的开关、亮度调节、电压调节以及亮电灯率的控制。应用该智能路灯控制系统（见图4），只有路上有人或车辆通过时路灯才点亮，且可根据行人和车辆通过的声音、速度智能地打开前方一定数量的路灯，同时熄灭经过路段的路灯，在提高路灯利用率、节约电资源的同时，又满足了在夜间行人、车辆出行时的道路照明，确保了交通安全。
5、结语
为了减少城市路灯照明系统的巨大能耗，保证夜间行车安全，方便路灯系统维护管理，就必须要采用智能控制的路灯系统，通过各种智能化、自动化、信息化手段来实现远程控制和智能控制，提高路灯的利用率，延长路灯的使用寿命。
关键词：智能路灯 控制系统 功能特点 设计应用
随着我国大力开展节能环保理念的应用越来越广，人们开始关注城市道路两旁数量较多的路灯的耗能情况。就目前我国城市路灯照明系统管理现状来看，很多城市的路灯照明系统都存在诸多的问题，如：资源浪费较为严重，路灯的使用寿命不长，日常维护管理不全面、故障发生率较大且维修所需人工量很大，这些问题都严重制约着路灯控制系统的功能应用，也为城市居民的生活舒适度和交通道路的安全性带来很大影响。为了解决这些问题，就有必要对智能路灯控制系统进行大力研究与应用，尽快使城市路灯照明系统实现智能化管理，切实提高城市的整体建设水平。
1、智能控制型路灯的优越性
所谓智能控制型路灯，就是运用先进的通讯手段，计算机网络技术、自动控制技术、新型传感技术与自动检测技术等构成的无线监控系统，快速准确地对道路照明、城市灯饰工程、广场照明、桥梁和隧道照明等系统进行智能监控，实现对远程路灯和电源实施遥控、遥测、摇监、遥视、摇信等功能，便于了解路灯运行状况以及它的维修和保养，能提高路灯运行质量和效率。相较于传统的路灯照明系统，采取智能控制的路灯系统有着极大的优越性，主要体现在以下几方面：
1.1具有较强的节能性。由于城市在后半夜对于照明强度的要求不是很高，若使路灯整夜都工作，就会浪费大量的电能，若采用“后夜灯”的工作方式，也会影响到一些居民的照明需求，但若采用智能控制的路灯照明系统，就可以很好的解决这一问题，实现即节能又能满足照明需求的路灯系统，同时也降低了路灯的损耗，使路灯的使用寿命更长。
1.2智能控制的路灯系统可以很好的实现远程监控，也方便了市政人员对路灯的维护与管理，通过智能系统和监控系统，可以很快掌握路灯的故障发生状况，并及时采取措施进行维修，这种集中的监控管理，极大的减少了人工巡查所需的资源投入和人工作业量，提高了管理工作效率。
1.3智能化、信息化、数据化程度高。由于主站和分站大量采用电脑和网络技术，路灯的整体控制智能化、信息化程度相当高，且从分站收集、反馈给主站的数据量也较大，这为智能系统开发决策和优化、维修和维护提供了基础。
2、智能控制型路灯的基本功能
从目前的研发利用的智能路灯控制系统的应用现状来看，智能控制路灯系统至少具备以下几点基本功能。即：（1）实现了良好的远程遥控功能，使路灯系统的开关控制、照明强度以及工作时间都能在系统监控中心通过远程遥控来实现，并且能够根据不同的季节、节假日或天气情况进行合理调控，以在满足城市交通照明需求的前提下，尽可能的减少电能损耗。（2）实现了遥测、遥信功能，通过分站集中控制器对区域内路灯数据的检测和采集，再由无线或有限通讯手段，将数据反馈给主站控制中心，进而分析各区域内每盏路灯的工作情况。（3） 遥监、遥视功能，对于现场检测的数据和信息，通过网络传输给控制中心，可由控制中心的电脑LCD进行图文显示。（4） 自动检测、反馈、报警功能，通过中心控制主站对分站集中控制器的命令，集中控制中心对区域内各路灯进行实时监控和巡查，迅速显示出故障点区域信息，再由中心职务人员或电脑、网络自动联系相关维修人员。（5） 统计、查询和打印功能，智能控制系统中心能对采集反馈的实时数据和信息进行存储、统计和分类，以表格、曲线、直方图等显示出来，可根据年、月、日统计数据进行查询。
3、基于通讯网络的智能路灯控制系统设计与应用
智能路灯控制系统要想实现远程监控与管理，充分发挥职能作用，是离不开通讯网络的应用的，现本文以采用GSM/GPRS和ZigBee网络为讯通网络方式来分析智能路灯控制系统的设计与应用。
3.1 基于GSM/GPRS的智能路灯控制系统设计与应用
利用GSM来实现智能控制路灯的远程管理和监控的成本低、频谱利用率高、系统容量大、保密性好、抗干扰能力强、自动漫游等优点，直接把要发的信息加上目的地址发送即可；而GPRS是在GSM系统的基础上利用分组交换技术建立的，它在兼容GSM的同时能在网络上传输高速数据，利用GPRS的资源利用率高、传输速度快、接入时间短、随时在线访问查询、支持TCP/IP协议等优点，故GPRS网络特别适合于频发小数据量的实时传输，这正好符合智能控制路灯的遥控设计思路。
路灯智能监控系统是一个分布式、集散型、网络化、全开放的监控系统。监控中心对整体路灯系统控制，向分控点发出命令，对分控点的运行状态、电流、电压、电量等参数进行采集，并将信息反馈给监控中心，供显示屏显示、打印机打印及管理人员分析处理，同时对分站内路灯进行开/关控制。
3.2 基于ZigBee网络的智能路灯控制系统设计与应用
ZigBee是IEEE 802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。正是利用ZigBee网络的特点，将其应用到智能路灯无线控制系统中，这使得在路灯管理中非常适合使用ZigBee技术。使用ZigBee无线通信，可实现如下功能：无线控制、信号传递、传递一些辅助控制信号和监视信号、快速巡检、交通灯智能管理等。
4、基于控制模式的智能路灯控制系统设计与应用
控制模式是指将无线通信技术、微机电MEMS系统和传感技术融合到一起的无线传感器网络技术，它通过安装在路灯上的光学、声学、电学、速度传感器（多普勒探测器），或采用上述光学、声学、电学、速度的探测器（监控自然条件的亮度、道路行人和行车的声音和速度、电灯的实际使用电压和功率等），然后配上智能单片机或PLC控制器和无线通讯技术，实现对路灯的开关、亮度调节、电压调节以及亮电灯率的控制。应用该智能路灯控制系统（见图4），只有路上有人或车辆通过时路灯才点亮，且可根据行人和车辆通过的声音、速度智能地打开前方一定数量的路灯，同时熄灭经过路段的路灯，在提高路灯利用率、节约电资源的同时，又满足了在夜间行人、车辆出行时的道路照明，确保了交通安全。
5、结语
为了减少城市路灯照明系统的巨大能耗，保证夜间行车安全，方便路灯系统维护管理，就必须要采用智能控制的路灯系统，通过各种智能化、自动化、信息化手段来实现远程控制和智能控制，提高路灯的利用率，延长路灯的使用寿命。