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智慧城市

智能路灯方案设计开发


智慧城市的创建离不开智能路灯系统的运行。传统路灯控制点使用的是路灯模拟控制器,一百余处控制点控制路灯的开关灯时间。由于管理设备的落后,有时还需人工进行时间调整,不但加大了工作量,还存在很多弊端。为了更好的改变现状,路灯管理部门要积极引进新技术,对路灯控制系统进行完善,新系统控制范围组网灵活,可以分层次设定管理,智能运行,可以对路灯远程进行全自动监控,实时采集路灯远程测量各项工作参数,形成报表,如路灯电流、电压发生大的变化会自动报警,管理者通过控制中心数据了解路灯故障位置、数据,也可以随时调整路灯的开关时间,原来如需调整路灯亮灯时间,工人们需要用一天时间,到一百余处控制点进行调整,现只需几分钟通过控制中心就能完成,还可以远程通过节电器调整节电运行参数。

一、城市路灯智能控制的优势

在城镇系统中,城市路灯系统是比较重要的一个系统,在进行智能化控制过程中,经常采用半夜灯智能控制技术。在深夜城市道路上往往没有较多的行人和车辆,系统中的一部分路灯就会自动关闭,从而更好得到实现设备节能。城市路灯智能控制能够显著降低工作人员的工作量,并且不会影响城市照明,路灯电力消耗和自身损耗也可以得到有效的控制,提高照明效率,降低照明密度。城市路灯智能控制具有多方面的优势,首先,具有较强的节能性。城市一般在零点之后行人和车辆比较少,对路灯的照明需求不是很高,这时智能控制系统发挥作用,采用节能照明,避免能源浪费,同时还能够延长设备使用寿命;其次,方便对城市路灯进行管理。城市路灯智能控制是自动化控制技术的应用,它不需要操作人员随时在现场操作,实现对各个路段路灯的全方位管理和监控,并且应用智能化控制系统能够对城市路灯工作状况进行实时的监控,及时发现存在故障的路灯,及时采取措施进行维修,提高工作效率和工作质量;最后,控制系统的信息化和智能化程度提高。城市路灯智能控制摒弃了传统的控制模式,采用比较先进的网络化技术和数字化处理基础,控制技术更加先进,并且能够实现信息数据的分站收集,能够收集大量的数据信息,并及时将信息反馈给主站,这就对路灯智能化控制提供了便利,对于提高路灯运行和维护也提供了较大的便利。

深圳智能路灯控制板开发

二、城市路灯智能控制系统的组成和应用

2.1主控系统的物理结构分析

主控系统的主要作用对整个城市的路灯的运行情况进行监察和控制,其组成结构主要包含了计算机系统、投影仪系统和打印机等,影响系统功能发挥的决定性因素是资金的投入力度以及系统的参与范围。一般情况下,主控系统包含两台主控机,其功能分别是工作和等待,两台主控机可以借助电隔离途进行信息传递,如果当前处于运行的主控机出现关机或者出现其他故障情况,待命的主控机就可以自动运行投入控制系统中,这样能够确保主控监控始终在线。

2.2数据传输装置

在城市路灯智能控制系统中,数据控制系统通常采用有线和无线两种方式进行数据传输,无线数据传输的实现主要借助于无线GPRS程序,而电话线、公共电话网络则是基于有线传输的基础上实现的。城市路灯智能控制系统可以借助无线数据传输系统实现主控系统和本地系统之间的数据传输和数据关联。

2.3本地控制系统

在本地控制系统中包含了配电柜、子站以及电台等控制系统,每一个本地控制系统都是独立存在的,如果城市路灯智能控制系统中的主控机系统运行出现故障,就可以借助本地控制系统实现独立的控制城市路灯的开关。通常情况下,借助于无线数据传输系统,就可以实现主控机和本地控制系统之间的信息通信,但是信息传输过程中会受到一定因素的影响。如通信距离,电台功率,有时在主控机对本地系统进行调控过程中还会出现延迟问题,主控机包含的范围越广,延迟现象出现的就会越严重。在城市路灯智能控制系统运行过程中为了很好的解决上述延迟问题,首要工作是要对其控制范围进行划分,然后将主控机站构建于各个区域之间,然后借助互联网和计算机控制系统,有效收集和传输主控就的数据信息,最终促进城市路灯智能控制系统的实现。广域网服务器可以储存相关数据,实现对数据信息的管理和服务,对信息管理系统进行构建。由于系统设计的是开放性网络服务器,可以将更多的管理工作站外接进来,促使城市路灯智能控制系统中更多的功能得以实现,如维护、管理、故障检查和故障排除等功能。

三、城市路灯智能控制技术分析

3.1城市路灯开关时间的控制

根据地区所在的经度计算出一年四季日出日落中时间曲线,并将其嵌入到城市路灯智能控制系统中,并在此基础上,通过对城市车辆和行人同行时间进行统计,获取相应的城市路灯照度,根据照度调整好城市路灯的照明频率。以此来确定城市路灯智能控制系统的控制程序,从某一个时间点开始,对路灯电压进行平滑状态调整,使得路灯的输入输出功率和实际照度要求达到最佳匹配状态,针对不同的照度要求,配制不同照度的数学模型,这样实现节约电能,达到双重意义上的智能控制。

3.2扩频电力载波通信以及远程通信技术

城市路灯智能控制系统采用扩频电力载波通讯和远程通讯技术,利用现有的电力网络双向传输控制系统以及路灯状态信号,不需要重新布线即可实现城市路灯智能控制系统的控制功能,降低了技术成本。在城市路灯智能控制系统中引入计算机控制技术,使得城市路灯控制更加方便,同时积极应用单片机技术,确保路灯智能控制器稳定可靠。城市路灯智能控制系统利用GPRS和互联网为通道的通信模式,由于监测点十分分散,分布范围广泛,通过GPRS无线通讯系统可以将设备采集到的相应数据及时传输到管理中心的后台服务器端进行实时处理。通讯服务器通常是由VB.NET编写GPRS前置程序,和WEb服务器以及数据服务器共同存在于一台计算机上,这个GPRS前置程序可以采集到与其相链接的GPRS模块上所上传的工作参数,并且将其写入到数据服务器中,同时对数据库中数据进行分析,检查是否存在未发送的指令,并及时将相应指令发送到相应设备的客户端中,实现控制中心对各个站点的控制。

四、智能路灯方案设计所需的技术

在可持续发展理念下,生态城市建设受到全社会的高度重视,旨在营造一个优良的社会环境,提升社会群体的生活质量,这就对照明设施管理提出了更高的要求。就城市化建设情况来看,传统道路照明管理模式已经无法满足现代化城市建设与发展需求,为改善道路照明管理成效,兼顾能源节约与人性化照明,探讨LED路灯智能控制技术模式及其应用,是非常必要的。

4.1 PLC技术

PLC技术是电力线载波技术的简称,这一技术的原理在于,信息传递主要依靠电力线载波来实现,信号分离主要依靠电力线调制解调器所实现,最终将信号传送至设备中,PLC技术是一种现代化的通信方式,在电线的支持下无需重新架设网络就能够满足数据传输需求,在保证能源节约利用的同时,为后期运行维护带来极大便利。电力载波LED路灯控制系统的组成,包括服务器、基站控制器、路灯控制器以及协议软件等,当前科学技术条件下,在GPRS/CDMA和PLC的支持下,道路照明智能控制系统得以构建。

4.2 ZigBee技术

ZigBee技术同样以GPRS/CDMA为支持,在结构上与PLC技术结构存在一致性,但其最鲜明特征在于自组织网形态,在网络模块通信范围内,子网络可实现互相寻找并构建ZigBee网络,以满足互相联通的实际需求。ZigBee技术的应用过程中,通过网络技术应用价值的发挥能够促进控制系统远程监控的实现。ZigBee技术的特点在于距离短且功耗低,在GPRS技术的支持下,能够达到良好的智能化水平,在无线数传模块的支持下,无线数传网络平台得以高效运转,系统监控中心可对子网实现智能化无线控制,从而满足城市道路照明的智能化控制需求,因此在路灯智能控制系统中可应用该项技术。

4.3 DALI协议技术

DALI协议是相对于照明控制而言的,是一个独立性与开放性较强的智能化照明系统,能够与建筑物管理系统进行有序连接,基于自身构成灵活、易于安装以及经济性良好等优势,在楼宇智能照明控制系统中具有良好的应用价值,但在城市道路照明系统中的应用存在一定局限性。

五、智能道路照明与节能的关系

从宏观层面来说,在城市现代化建设与发展过程中,城市道路照明与节能之间存在着密切联系,在城市道路照明专项规划的基础上,构建节能化、高效化的道路照明管控系统,通过应用先进照明产品技术来满足照明需求,并实现能源资源的科学化利用,推进整个社会的可持续发展。道路照明无线监控管理系统的出现和应用,能够在节约能源的基础上满足城市道路人性化照明需求,不失为一种高效化的道路照明管理模式。

我国城市照明工作首个规范性文件即《关于加强城市照明管理促进节约用电工作的意见》(建城[2004]204号文件),其中对于城市照明做出明确规定,随着社会不断发展,经济水平明显提升,国家高度重视城市道路照明节能工作,并将其列入重点节能工程中,绿色照明设计也成为大势所趋。在社会可持续发展理念下,LED路灯智能控制技术得以广泛推广,并试图通过LED智能控制路灯来渠道传统第3代光源,在满足节能要求的同时获得理想的城市道路照明效果,推进城市化建设的顺利实现。

六、城市道路照明智能控制发展趋势分析

(1)标准化:对于城市道路照明智能控制来说,未来将趋于标准化发展,尤其是当前市场环境中照明品牌多样,照明控制系统具备各自协议与端口,此种情况下照明产品之间无法实现互通互联,产品无法实现兼容控制的情况下,往往会造成资源浪费。若能够推进城市道路照明智能控制的标准化发展,势必能够在一定程度上减少不必要的资源消耗,促进系统及内部设备彼此兼容,从整体上推动智能照明系统的稳定发展。

(2)网络化:照明智能控制系统的运行,正是通过电力线载波通信PLC、现场总线以及光纤通信等介质作用的协调发挥,来保证控制的灵活性。随着现代科学技术水平不断提升,物联网技术逐渐渗透于社会各个领域中,城市道路照明系统也不例外。在物联网的作用下,多种感知技术、网络技术以及人工智能技术等协调作用,构建了一个智能化世界,因而道路照明智能控制的通信介质也会迎来新的发展趋势,数据传递将会更快,构架方便灵活,安全无干扰,兼容性好,更便于对照明系统的集中管理。

智能路灯控制系统设计

七、智能LED路灯控制技术的应用

本文以深圳某科技园区试验项目为例,分别于两条路段设置LED智能控制路灯,共计34盏。就该项目控制方案来看,所有LED路灯采用智能控制系统实现定时开关,依据季节实时调整定时开关时间,为达到节能效果,对开关控制采取分时段间隔的方式,并进行智能调光,确保亮度适宜,以减少不必要的能源消耗。LED路灯智能控制技术的应用,是一个特殊化的过程,尤其是智能调光控制并非简单开关灯具,而是在保证夜间行驶需求的基础上来合理节约能源,在色温与显色指数测试的基础上进行智能化调光,满足社会群体对于光的需求。LED路灯智能控制技术的应用过程中,通过服务器、记账控制器、单灯控制器的协调配合,来促进LED路灯智能控制系统的构建。

该项目自投入运营后始终保持良好的运行状态,无线通信稳定,控制功能优良且操作实时性强,在 LED 路灯智能控制系统的支持下,可以实现间隔开关与智能调光,能够达到良好的节能效果,运行稳定程度高,

总结

通过以上研究可知,随着城市快速发展,道路照明智能控制技术也不断进步,在节约能源的同时,改善城市光环境,提升社会群体的生活质量。LED路灯智能控制技术的科学化应用,能够保证道路照明智能控制系统的稳定高效运行,符合现代社会可持续发展的整体要求,具有良好的应用价值,对于城市优良形象的塑造也具有重要意义。

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