论文部分内容阅读
摘 要： 智慧城市建设中LED产品的应用越来越普遍，尤其是LED路灯的节能与照射效果都非常的不错，因此LED路灯也越来越得到了广泛的应用。在当前能源极度稀缺、环境污染日益严重的情况下，降低照明用电是推进节能减排的重要途径。
关键词： 智慧城市；LED路灯；智能控制
【中图分类号】 S611 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）06-0132-01
LED路灯的最佳效果是需要智能控制系统来进行操作，目前来说智能控制系统并没有特别的完善，基于智能控制系统的研究还需要去探索，这也是目前LED路灯照明系统亟需解决的问题，本文就LED路灯集中智能控制系统的一些问题进行研究探讨。
1、LED路灯照明的主要特点及现状
LED路灯与传统路灯相比具有发光效率高、使用寿命长、安全可靠、节能环保等特点，因此越来越受到广泛的使用。LED智控路灯主要是应用在城市的主次干道、高速路、隧道、城乡道路等地域，目前智能控制系统并不完善，全国已经有一些LED路灯的实验项目正在进行，由于LED路灯的大量普及，如何智能高效的控制路灯成为一个比较重要的问题。
2、LED路灯集中智能控制系统的构成及原理
LED路灯的智能控制系统，是在单个LED路灯上安装控制系统，除了在每个LED路灯上装载这样的控制系统会增加成本外，也会使LED路灯的体积增大、防水性和可靠性降低、维护难度增加。而集中智能控制系统则不会产生上述问题。集中智控系统主要是由PLC或单片机作为主控处理器、光照传感器、无线数据传输三个模块组成。LED路灯上只需搭配功率调节器和无线数据传输模块。集中智能控制系统就是集中控制分布式路灯的智能控制系统。
集中智能控制系统控制着它所“管辖”的LED路灯，当日出与日落时，集中控制系统开始工作。如主控器可根据当前城市的经纬度算出日落时间，然后把指令通过无线发送到LED路灯，从而驱动LED路灯的开启，同样日出时驱动LED路灯关闭；夜幕降临时，光照强度还较大，测量光强度模块就会把信号传达给主控器，从而发送调节指令到LED路灯进行降低照度调节，反之光照强度较小时进行提高照度调节；主控器为整个系统提供精确的时间基准，可以自如的控制某些道路路灯在某一时间进行特点的照度调节，如某些偏僻、人与车都活动较少的路段；LED路灯在接收指令后通过PWM调节输出电流的大小，从而控制LED路灯的照明强度；最后集中控制系统中的数据可通过移动通讯设备的方式，传输到城市中的智慧控制室前台，前台还可远程进行修改控制参数、监控LED路灯故障、实时电量监测等操作，大大减少了电能的浪费以及节约了人工操作方面的费用。
3、集中智能控制系统在LED路灯照明系统中的意义
在目前的LED路灯照明系统中，基本上都是使用直接的照射，直接照射的缺点是会浪费电能，而相较于直接照射，集中智能控制系统可以根据周围的路况和周围光度的强弱进行调节，进行适度的照明，这样就很大程度上降低了能源的损耗。
集中智能控制系统在LED路灯照明中的应用，最为重要的就是光控系统和感控系统。集中智能控制系统在实际的应用过程中主要是：集中智能控制系统的光感系统感知外界的亮度来根据实际情况进行亮度的调节。而传统的路灯照明中，一般都是由工作人员进行操作，在一定的时间由工作人员全部开闭，之后到达一定时间后再关闭，这种操作方式虽然在操作成本上降低了费用，但是也有其缺点存在，比如浪费了运营成本，另外也是比较麻烦的。而采用光感控制系统，由其智能感知周围的亮度来进行调节，根据实际情况来调节，这样在很大的程度上做到了节约能源。再者在LED路灯照明系统中，一般都会根据路灯间的距离及照明的亮度进行设计，在实际应用中，有的地方不需要启动，或者有的地方不需要完全气筒，亮度也可以适当调低，这样的话智能控制系统可以智能的进行省电，这些都可以通过智能控制系统来实现。
4、集中智能控制系统中核心技术的开发
在LED路灯照明系统中，要实现亮度调节和开关控制，离不开LED路灯与集中控制系統的频繁无线通信，而集中控制系统又与前台控制室进行远程通信。在实际应用中因为远程通信可能会出现不稳定，从而会造成LED路灯无法接收指令。LED路灯的控制指令依靠集中控制系统运算发出，那么在集中控制系统中如何来组合设计各种模块，才能更好的发挥集中智能控制系统的作用呢，这也是一个根本的问题，需要技术人员进一步开发核心技术。
（1）集中智能控制系统中光照度的测算功能占据了很大的地位，是非常重要的角色，光感系统能够感知光路况中光的强度从而根据实际情况进行调节。主要是通过光敏元件结合应用的主控器PLC或单片机，光敏传感器将光强度信号换为电信号，传递到主控器进行相应的运算后将指令发送到LED路灯，从而来进行相应的照射强度的调节。
（2）集中控制系统可控制在其无线通讯范围内的LED路灯，在其下达指令到LED路灯时，对LED路灯的无线通讯的可靠性要求较高。如果无线通讯失败，路灯就不会进行亮度调节，这就要求控制中心不断的尝试与路灯的通讯。在LED路灯的智能系统中，所有的信号接收都是来源于无线通讯。因此无线通讯系统是非常重要的，稳定可靠的无线通讯是集中控制系统成功与否的关键。
（3）LED路灯集中智能控制系统的设计与开发，其一是系统硬件的设计，包括主控系统设计、控制节点LED路灯设计、控制前台设计；其二是关于无线通信协议的设计，本协议适用于LED路灯与主控制系统之间，以主控系统与控制前台的数据通信；最后是关于系统软件的设计，根据系统硬件及实际应用中的需求，对系统软件进行设计，使其实现各种开关及亮度调节功能。
5、结束语
智慧城市中LED路灯具有传统路灯不具备的优势，为实现这样的技术手段，需要系统硬件、通信协议、系统软件的共同协作，在节能环保的理念下，进行相应的LED路灯照明操作。系统设计完全是从节能和性价比的角度出发，是未来路灯照明系统发展的方向，有着非常广阔的社会和商业前景。
参考文献
[1] 周海.智能路灯节能控制系统研究[D].武汉：武汉理工大学，2009.
[2] 贺一鸣，王崇贵，刘进宇.智能路灯控制系统设计与应用研究[J].现代电子技术，2010（01）：207-210.
关键词： 智慧城市；LED路灯；智能控制
【中图分类号】 S611 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）06-0132-01
LED路灯的最佳效果是需要智能控制系统来进行操作，目前来说智能控制系统并没有特别的完善，基于智能控制系统的研究还需要去探索，这也是目前LED路灯照明系统亟需解决的问题，本文就LED路灯集中智能控制系统的一些问题进行研究探讨。
1、LED路灯照明的主要特点及现状
LED路灯与传统路灯相比具有发光效率高、使用寿命长、安全可靠、节能环保等特点，因此越来越受到广泛的使用。LED智控路灯主要是应用在城市的主次干道、高速路、隧道、城乡道路等地域，目前智能控制系统并不完善，全国已经有一些LED路灯的实验项目正在进行，由于LED路灯的大量普及，如何智能高效的控制路灯成为一个比较重要的问题。
2、LED路灯集中智能控制系统的构成及原理
LED路灯的智能控制系统，是在单个LED路灯上安装控制系统，除了在每个LED路灯上装载这样的控制系统会增加成本外，也会使LED路灯的体积增大、防水性和可靠性降低、维护难度增加。而集中智能控制系统则不会产生上述问题。集中智控系统主要是由PLC或单片机作为主控处理器、光照传感器、无线数据传输三个模块组成。LED路灯上只需搭配功率调节器和无线数据传输模块。集中智能控制系统就是集中控制分布式路灯的智能控制系统。
集中智能控制系统控制着它所“管辖”的LED路灯，当日出与日落时，集中控制系统开始工作。如主控器可根据当前城市的经纬度算出日落时间，然后把指令通过无线发送到LED路灯，从而驱动LED路灯的开启，同样日出时驱动LED路灯关闭；夜幕降临时，光照强度还较大，测量光强度模块就会把信号传达给主控器，从而发送调节指令到LED路灯进行降低照度调节，反之光照强度较小时进行提高照度调节；主控器为整个系统提供精确的时间基准，可以自如的控制某些道路路灯在某一时间进行特点的照度调节，如某些偏僻、人与车都活动较少的路段；LED路灯在接收指令后通过PWM调节输出电流的大小，从而控制LED路灯的照明强度；最后集中控制系统中的数据可通过移动通讯设备的方式，传输到城市中的智慧控制室前台，前台还可远程进行修改控制参数、监控LED路灯故障、实时电量监测等操作，大大减少了电能的浪费以及节约了人工操作方面的费用。
3、集中智能控制系统在LED路灯照明系统中的意义
在目前的LED路灯照明系统中，基本上都是使用直接的照射，直接照射的缺点是会浪费电能，而相较于直接照射，集中智能控制系统可以根据周围的路况和周围光度的强弱进行调节，进行适度的照明，这样就很大程度上降低了能源的损耗。
集中智能控制系统在LED路灯照明中的应用，最为重要的就是光控系统和感控系统。集中智能控制系统在实际的应用过程中主要是：集中智能控制系统的光感系统感知外界的亮度来根据实际情况进行亮度的调节。而传统的路灯照明中，一般都是由工作人员进行操作，在一定的时间由工作人员全部开闭，之后到达一定时间后再关闭，这种操作方式虽然在操作成本上降低了费用，但是也有其缺点存在，比如浪费了运营成本，另外也是比较麻烦的。而采用光感控制系统，由其智能感知周围的亮度来进行调节，根据实际情况来调节，这样在很大的程度上做到了节约能源。再者在LED路灯照明系统中，一般都会根据路灯间的距离及照明的亮度进行设计，在实际应用中，有的地方不需要启动，或者有的地方不需要完全气筒，亮度也可以适当调低，这样的话智能控制系统可以智能的进行省电，这些都可以通过智能控制系统来实现。
4、集中智能控制系统中核心技术的开发
在LED路灯照明系统中，要实现亮度调节和开关控制，离不开LED路灯与集中控制系統的频繁无线通信，而集中控制系统又与前台控制室进行远程通信。在实际应用中因为远程通信可能会出现不稳定，从而会造成LED路灯无法接收指令。LED路灯的控制指令依靠集中控制系统运算发出，那么在集中控制系统中如何来组合设计各种模块，才能更好的发挥集中智能控制系统的作用呢，这也是一个根本的问题，需要技术人员进一步开发核心技术。
（1）集中智能控制系统中光照度的测算功能占据了很大的地位，是非常重要的角色，光感系统能够感知光路况中光的强度从而根据实际情况进行调节。主要是通过光敏元件结合应用的主控器PLC或单片机，光敏传感器将光强度信号换为电信号，传递到主控器进行相应的运算后将指令发送到LED路灯，从而来进行相应的照射强度的调节。
（2）集中控制系统可控制在其无线通讯范围内的LED路灯，在其下达指令到LED路灯时，对LED路灯的无线通讯的可靠性要求较高。如果无线通讯失败，路灯就不会进行亮度调节，这就要求控制中心不断的尝试与路灯的通讯。在LED路灯的智能系统中，所有的信号接收都是来源于无线通讯。因此无线通讯系统是非常重要的，稳定可靠的无线通讯是集中控制系统成功与否的关键。
（3）LED路灯集中智能控制系统的设计与开发，其一是系统硬件的设计，包括主控系统设计、控制节点LED路灯设计、控制前台设计；其二是关于无线通信协议的设计，本协议适用于LED路灯与主控制系统之间，以主控系统与控制前台的数据通信；最后是关于系统软件的设计，根据系统硬件及实际应用中的需求，对系统软件进行设计，使其实现各种开关及亮度调节功能。
5、结束语
智慧城市中LED路灯具有传统路灯不具备的优势，为实现这样的技术手段，需要系统硬件、通信协议、系统软件的共同协作，在节能环保的理念下，进行相应的LED路灯照明操作。系统设计完全是从节能和性价比的角度出发，是未来路灯照明系统发展的方向，有着非常广阔的社会和商业前景。
参考文献
[1] 周海.智能路灯节能控制系统研究[D].武汉：武汉理工大学，2009.
[2] 贺一鸣，王崇贵，刘进宇.智能路灯控制系统设计与应用研究[J].现代电子技术，2010（01）：207-210.