城市智慧照明控制系統的設計與應用

　　摘要：基于在城市建設過程中，智能化道路交通照明管理系統作為未來城市智慧照明的一大主流方向。闡述城市智慧照明控制系統的設計與應用，包括遠程遙控、遙測遙信、警報統計、通信需求。

　　本文源自集成電路應用,2020,37(11):72-73.《集成電路應用》雜志1984年創刊，是國家新聞出版總署批準，中國電子信息產業集團有限公司主管，上海貝嶺股份有限公司主辦，上海市集成電路行業協會、深圳市半導體行業協會協辦的電子電工、電力、半導體材料、集成電路等領域的綜合性學術期刊。現為上海市集成電路行業協會會刊，屬國家一級刊物。是集學術性、應用性極強的集成電路產業權威中文雜志。

　　隨著我國城市建設的飛速發展，智慧城市的規劃方針已經十分明確，智慧城市的建設已有條不紊地進行。而在智慧城市建設過程中，城市的照明控制系統作為其中最為重要的一項組成部分，對于城市的智慧化、智能化建設具有重要的影響作用。隨著我國社會經濟的發展，人們對于城市的照明設施建設的關注度也在不斷提升。特別是在近幾年，政府對于城市照明設施的建設投入了巨大的資金，通過建設現代化的城市照明系統，能夠有效改善城市環境，提升城市的面貌。而在此背景下，我國城市道路交通照明控制系統取得了很大的進步。但也存在著一些問題仍未得到有效的解決。特別是在城市照明系統的管理以及控制方面，存在著很大的不足。在一些中小型城市，主要采取時控法，對城市的照明系統進行控制，但控制的效果不佳，并未體現出城市建設的智能化特征。這些落后的照明系統建設不便于對其進行管理，而且還會造成能源的浪費。對此，本文主要研究城市智慧照明控制系統的設計以及運用，僅供參考。

　　1、城市智慧照明系統的功能設計

　　1.1遠程遙控功能

　　智慧城市的建設，對于城市照明系統的智能化要求極高[1]。為了能夠充分體現出城市智慧照明系統所具備的智能化特征，針對系統的燈路開關、時間控制、亮度調節都應該采取遠程遙控的方式，對其進行統一的管理。通過設計遠程遙控功能，能夠有效地達到實時控制、智能控制的目的。在具體設計過程中，可以將開關燈的時間進行錄入，保存在系統的數據庫中，而后根據不同的季節、天氣、假日等情況進行分類，從而實現智慧照明的“實時控制”。相關管理人員只需要在終端進行遙控，就能夠對城市全部的照明系統進行總控。與此同時，通過設計“光控”功能的智慧照明系統，系統能夠自動化的根據氣候、季節、日照等諸多因素，對城市照明設備進行智能化調節。同時，可以對照明設備的亮度進行調控，從而實現智能化調控。在實際設計過程中，通過分站集中控制器調節特殊天氣和時段條件下的功率，可以對城市照明系統的光照度進行控制，這樣不需要人為地對其進行操作，就能夠實現光控的目的。此種設計方式具有節能環保的一大優勢，同時還能夠延長城市照明設備的使用壽命，保護城市照明設備能夠正常使用。與此同時，還可以將視覺感應技術融入其中，通過在城市照明系統中加裝傳感器，就能夠根據路面的通行情況，合理的對城市照明設備進行控制，同樣具有良好的環保效益。

　　1.2遙測、遙信功能

　　此種功能的實現，主要通過系統內部的控制器對某一區域內的城市照明設備的實際情況進行檢測，并且借助載波通信技術，將所搜集到的城市照明設備運行情況進行反饋，將這些數據信息傳輸到遠程控制終端，對城市各個區域的照明設備的運行情況進行分析。從而能夠有效地了解城市區域照明的具體情況，并且更加統一的對其進行管理，了解這些設備的使用功率，包括開關次數、照明強度、亮燈率等數據信息，都能夠得到良好的管控，最終可以達到節約電能資源的目的。

　　1.3警報、統計功能

　　城市智慧照明控制系統的警報功能設計尤為重要。通過設置城市照明系統的自動檢測、反饋、報警功能，能夠對區域照明設備的運行狀況進行實時的控制。并且在正常照明過程中，一旦某一區域的照明設備出現了故障問題，系統能夠在第一時間上報，并且發出警示，提示相關人員對其進行故障排查與維修，具有良好的應用效果。通過遠程控制管理中心對各個區域的照明設備運行情況進行調查，并且在終端發送控制命令，就能夠實現對城市內各個區域的路燈的運行情況進行實時的巡查監控。一旦發現異常情況，可以借助定位手段，第一時間查詢到故障產生的區域，對照明設備的異常情況進行檢修。在這一過程中，通過警報功能，遠程控制管理中心能夠得到相關的警報指示，迅速找出故障點所在的城市區域，下達到相關的維修人員對其進行維修。通過設計警報功能，能夠最大限度減少工作人員的工作強度，同時還能夠有效提高檢測、巡查工作的效率，提升整體照明設備突發事件的處理能力。通過設計統計功能，能夠對照明設備的運行情況以及運行過程中產生的數據信息進行統計處理。智能化控制管理系統可以實現數據信息的采集、存儲、分析、統計等功能，并且以數據圖的形式得以呈現。通過將這些數據進行統計整理，可以編制相關的年、月、日報表，便于后續的分析和研究。在此同時，通過搭配相應的管理軟件，還可以進一步強化對城市智慧照明系統的管理，實現數據的實時測量以及分類管理，更為一目了然的了解照明設備的整體運行狀況。還可以對故障進行分類統計，更好的對其進行管理。圖1為智能化管理控制道路照明系統。

　　圖1智能化管理控制道路照明系統

　　2、城市智慧照明控制系統的應用

　　2.1通信系統的需求

　　目前，我國大部分的城市照明設備的控制系統主要采取有線網絡布局對其進行總體控制[2,3]。此種控制方法不僅在技術上存在一定的復雜性，并且靈活性不高，而且在實際應用過程中，普遍存在能源利用率較低的能源浪費問題。

　　隨著近幾年PLC技術以及GPRS技術的發展，通過將這兩項技術引進到城市智慧照明控制系統的應用過程中，能夠有效提升城市智慧照明控制系統的應用效果，提升了城市路燈控制的智能化。而且，通過將串口通信模式應用到城市智慧照明控制系統的建設中，不僅簡化了技術，而且更加靈活。在實際應用中，不需要對一些維護、布線等問題進行考慮，借助新型的功率控制器、傳感器，可以實現對城市照明設備的遠距離操控。

　　總體來說，GPRS網絡通信系統的應用，在城市照明設備的控制領域中具有諸多實際作用。(1)無線系統的操控與管理更具智能化，相較于傳統的有線系統，無線系統的操作與管理都更加簡便容易。(2)無線系統還具有一個無可比擬的優勢，那就是不需要受到環境因素的限制，在管理上跨越了空間的阻礙。(3)無線通信系統的應用能夠更加集中對城市各個區域的照明設備進行管控，系統的利用率更高，使用的范圍也更廣。由于不需要進行重復建設，能夠極大地減少資金成本的投入。

　　2.2城市智慧照明控制系統的展望

　　無線通信系統在建設過程中，需要對其進行參數設置以及修改，就能夠實現整套系統的移植，在技術上具有可行性。隨著5G時代的來臨，將無線通信系統植入到城市智慧照明控制系統中，等待5G技術正式發展成熟之后，系統也可以進行進一步的升級，對城市智慧照明控制系統的管理更加簡便、高效，并且具有良好的通用性，不僅可以應用到城市智慧照明領域中，還可以應用到車輛收費站、路燈監控等多個領域中，都具有良好的應用前景。

　　3、結語

　　隨著我國智慧城市的建設步伐不斷加快，人們開始關注城市的照明系統的整體建設。在此背景下，相關管理者必須充分認識到城市照明系統建設的重要性，并且積極探索城市智慧照明控制系統的建設，將現代化的技術手段引入其中，全方面提升城市照明系統建設的智能化、高效化，對于城市發展起到積極的影響作用，具有良好的推行價值。

　　參考文獻：

　　[1]穆建江.城市智能照明控制系統發展及實施方案[J].中國戰略新興產業,2018(32):7-11+13.

　　[2]樊月波.智能互聯系統在城市道路照明管理中的應用[J].電子技術,2020,49(01):102-104.

　　[3]林家鑄,陳惠靜.基于ZigBee的校園路燈智能照明系統[J].電子技術,2016,45(04):18-20.