智能路燈控制系統設計與應用研究

2 智能控制型路燈實(shí)現基本功能
2．1 遠程遙控功能
采用智能控制系統的路燈開(kāi)關(guān)、亮度調節、時(shí)間控制等方式都能實(shí)現遠程遙控，達到時(shí)控模式、光控模式、壓控模式、聲控模式、旁路模式的目的。下載開(kāi)關(guān)燈時(shí)間表到分站控制器，根據經(jīng)緯度、季節、節假日及不同的天氣情況進(jìn)行的“時(shí)控”，可實(shí)現路燈全夜燈和半夜燈自動(dòng)定時(shí)控制，管理人員可針對具體的情況對某一個(gè)或多個(gè)終端隨時(shí)進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制(分組、分區、全市開(kāi)關(guān)等方式)；還可根據季節和天氣的變化進(jìn)行的“光控”和“壓控”，通過(guò)分站集中控制器調節特殊天氣和時(shí)段條件下的電壓，從而實(shí)現路燈的光照強度的改變，達到“光控”的目的，這樣不僅節約電能，而且也保護了路燈，延長(cháng)了它們的使用壽命；還可根據路燈上的傳感器感應公路上行車(chē)和行人的聲音、速度，將這些信息反饋給分站控制中心，由分站智能控制器決定是否打開(kāi)燈，以及打開(kāi)燈的數量和光照強度。上述設計遙控模式，可根據具體情況酌情考慮選用。
2．2 遙測、遙信功能
通過(guò)分站集中控制器對區域內路燈數據(如實(shí)時(shí)電壓、電流、接觸器狀態(tài)、有功功率、無(wú)功功率、功率因數、用電量等)的檢測和采集，再由無(wú)線(xiàn)或有限通訊手段，將數據反饋給主站控制中心，進(jìn)而分析各區域內每盞路燈的工作情況，了解它們的實(shí)際使用功率，開(kāi)關(guān)次數、關(guān)照強度、亮燈率、節約電能資源等方面。
2．3 遙監、遙視功能
對于現場(chǎng)檢測的數據和信息，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸給控制中心，可由控制中心的電腦LCD進(jìn)行圖文顯示，如配上GIS和GPS的相關(guān)硬件和軟件，則可對這些數據和信息，進(jìn)行實(shí)時(shí)監視和管理，真正意義上體現出管理無(wú)人化、系統服務(wù)高效化、反應維護快速化的特點(diǎn)。
2．4 自動(dòng)檢測、反饋、報警功能
通過(guò)中心控制主站對分站集中控制器的命令，集中控制中心對區域內各路燈進(jìn)行實(shí)時(shí)監控和巡查，如果發(fā)現異常情況，如在不該亮燈和熄燈的時(shí)候發(fā)生“時(shí)控”失靈故障、電流和電壓超過(guò)高低限造成“光控”失靈、還有導致電燈無(wú)法正常工作的其他設備和控制器故障等，就將這些數據通過(guò)通訊手段反饋給中心控制主站，主站通過(guò)聲音報警來(lái)引起注意，如有GIS地理信息系統，則能迅速顯示出故障點(diǎn)區域信息，再由中心職務(wù)人員或電腦、網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)聯(lián)系相關(guān)維修人員，這樣不僅大大提高檢測、巡查工作的效率，減少了人員工作強度，而且提高了整個(gè)路燈系統的反應機制和處理突發(fā)事件的能力。
2．5 統計、查詢(xún)和打印功能
智能控制系統中心能對采集反饋的實(shí)時(shí)數據和信息進(jìn)行存儲、統計和分類(lèi)，以表格、曲線(xiàn)、直方圖等顯示出來(lái)，可根據年、月、日統計數據進(jìn)行查詢(xún)，同時(shí)可通過(guò)本文打印出來(lái)作分析和研究。還可配上相關(guān)管理軟件，對實(shí)測數據和信息進(jìn)行管理和分類(lèi)，以便更加直觀(guān)地了解整體路燈運行情況，如每月故障類(lèi)別分類(lèi)統計，某區域內路燈開(kāi)關(guān)、持續工作時(shí)間、亮燈率情況，電源點(diǎn)電量統計，電源過(guò)負荷故障分析情況，“時(shí)控和光控”條件下的電量節約情況等。
2．6 其他功能
可根據需要，進(jìn)行衛星校時(shí)、信息存儲管理、終端設置管理等功能。

3 基于通訊網(wǎng)絡(luò )的智能路燈控制系統設計與應用
無(wú)論是何種智能路燈控制系統，都需要進(jìn)行遠程監測和管理，這必然需要通訊網(wǎng)絡(luò )，而通訊方式有很多種，如采用電信系統網(wǎng)絡(luò )、Internet、或其他網(wǎng)絡(luò )等。其中屬I(mǎi)nternel．功能最強大、速度和效率最快，它可以通過(guò)各地域的分控制器或控制柜，嵌人計算機模塊，實(shí)現它們的TCP／IP協(xié)議，從而能夠使得分控制器能夠接受主控制中心的遠程命令和管理，同時(shí)它也能根據需要就信息數據給予中心及時(shí)的反饋，這種方式是值得提倡和推廣的?，F介紹幾種其他通訊方式的應用。
3．1 基于GSM／GPRS的智能路燈控制系統設計與應用
智能控制型路燈的遠程通訊方法很多，采用電信系統中的GSM(Global System for Mobile Communieation，全球移動(dòng)通信系統)或GPRS(General Packet RadioService，通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù))網(wǎng)絡(luò )來(lái)實(shí)現智能控制路燈的遠程管理和監控，利用GSM的成本低、頻譜利用率高、系統容量大、保密性好、抗干擾能力強、自動(dòng)漫游等優(yōu)點(diǎn)，直接把要發(fā)的信息加上目的地址發(fā)送即可；而GPRS是在GSM系統的基礎上利用分組交換技術(shù)建立的，它在兼容GSM的同時(shí)能在網(wǎng)絡(luò )上傳輸高速數據，利用GPRS的資源利用率高、傳輸速度快、接入時(shí)間短、隨時(shí)在線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)查詢(xún)、支持TCP／IP協(xié)議等優(yōu)點(diǎn)，故GPRS網(wǎng)絡(luò )特別適合于頻發(fā)小數據量的實(shí)時(shí)傳輸，這正好符合智能控制路燈的遙控設計思路。
路燈智能監控系統是一個(gè)分布式、集散型、網(wǎng)絡(luò )化、全開(kāi)放的監控系統。監控中心對整體路燈系統控制，向分控點(diǎn)發(fā)出命令，對分控點(diǎn)的運行狀態(tài)、電流、電壓、電量等參數進(jìn)行采集，并將信息反饋給監控中心，供顯示屏顯示、打印機打印及管理人員分析處理，同時(shí)對分站內路燈進(jìn)行開(kāi)／關(guān)控制，如圖2所示。

隨著(zhù)計算機嵌入式技術(shù)的發(fā)展，通?？梢岳肎SM和GPRS的技術(shù)模塊嵌入到現場(chǎng)單片機控制器中，從而實(shí)現無(wú)線(xiàn)遠程路燈的智能監控和管理，為交通運輸工程提供高速、在線(xiàn)、透明的數據通訊網(wǎng)絡(luò )，如圖3所示。