1、当前城市路灯照明系统的发展现状
目前我国大多大中城市的路灯系统智能化监控水平还不是很高,绝大多数城市的路灯控制方式还停留在人工控制或者简单的时控或光控的阶段。这些路灯控制系统的可靠性低,智能化程度不高,在紧急情况下难以满足特殊的使用需求。以当前使用较多的时控技术为例来进行分析,该类系统具有路灯自动开关的功能,但是无法实现随着季节、气候的变化及时调整开关灯时间;光控技术通过感知环境光来实现对路灯开关的控制,可以摆脱季节气候的影响。路灯管理的经济效益,一部分在于半夜控制方面。前半夜,街道上车辆、行人较多,需要打开所有路灯。然而,后半夜车辆和行人减少,若控制只亮一部分灯或适当调低电压降低亮度,不仅降低了路灯疲劳程度、延长路灯使用寿命,也可以节约相当可观的电费。
2 智能照明控制系统介绍
智能照明控制系统是这样一种系统:它综合了计算机技术、网络通讯技术、微电子技术等新型技术手段,实现可以根据环境的变化、客户需求、用户自设定等条件自动采集信息,并且能够对信息进行逻辑分析、推理和判断,做出执行动作,达到控制要求,同时,还可以将结果按照特点的形式进行存储、传输和显示,并且根据反馈结果判断执行效果。
2.1 智能照明控制系统的特点
良好的操作性能。一般的智能照明系统都具有灯光软启动、自动调节亮度、数据记忆功能和场景识别设定等功能。这些功能都使智能照明系统的设计显得具有人性化,十分符合人们的操作习惯,使用起来更加方便。
开放性、兼容性和可靠性。智能照明系统既可以作为一个单独的照明系统使用也可以与多台计算机一起运行组成局域网和远程网络,这就大大增加了其开放性。多数智能照明系统是智能楼宇控制系统的一部分,可以与系统中的其他子系统兼容,相互之间可以进行通讯,提高了系统的兼容性。 同时,一般智能照明系统都具采用集成的控制环境并且具有良好的监测系统,能够及时发现故障并且快速做出反应,这可以有效增加系统的可靠性。
布线简单,施工方便。智能照明系统多采用网络进行控制数据的传输,控制回路布线简单,并且施工方便,这有利于智能照明系统的推广。
2.2 智能照明控制系统的设计
系统模块主要包括:系统电源、各种系统的接口和网络桥。主系统模块对各个分区的子系统模块采用相同的控制信号进行控制,各个分区的子系统模块则跟分区环境的不同实行具体的控制。主系统模块和子系统模块之间采用信息元件进行连接。
输入模块,主要的作用是完成外部控制信号的采集,转换和在系统网络的传输。如可编程的多功能开关,输入开关(红外线接收开关及红外线遥控器实现灯光调光等);各种型式及多功能的控制板,可进行多点控制、时序控制等;各种功能传感器,如红外线传感器用于感知人的活动从而控制灯具或其他负载的开关,还有亮度传感器,能够检测环境亮度,并转换为电信号,传给网络,用于调节灯光亮度。
输出模块,该模块主要是照明设备,主要包括日光灯、白炽灯、LED 等光源,可以控制供电电源的开关,控制光源的发光与关闭,同时通过调节供电电压,改变光源的亮度,达到照明的智能控制效果。
室内和室外在照明控制上是有区别的:室内是根据采光位置的不同和客流量的不同来设定定时开启和关闭的时间;室外则是根据每天、每星期、节假日和 365 天的日出日落等参数进行定时控制。
智能照明系统可以实时地反映所有设备的控制状态、记录设备开启次数、使用时间等信息,这些信息使我们会及时地知道末端用电设备的使用情况,根据末端用电设备的具体参数可以预知更换和采买。
3 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)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。
(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。
(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。
4 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。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;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;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;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;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。
5 城市路灯照明智能控制系统的发展前景
城市照明系统有保障行车和行人安全、方便市民的生活、优化城市的环境等作用。城市路灯照明系统经历了三种评价标准,首先是照度标准,之后是亮度标准,目前是可见度标准。而其他照明系统仍沿用照度标准评价,由此可见, 城市道路照明系统为了适应社会的发展正在不断向高精端方向发展。伴随着照明系统的发展,道路灯具配管的设计也经历了照度标准和亮度标准的改革。进入二十世纪以来,我们跨入了一个智能化的时代,单片机、PLC、互联网等高新科技正逐步渗透于各个行业之中。而为了使城市路灯照明系统更好的服务于社会发展和人民生活需要,可以尝试将上述高新技术手段应用于该系统之中,使其早日完成智能化的系统模式。
6 结语
实现城市路灯照明系统的智能化有利于社会的发展,符合时代进步的需求。要实现这场技术革新需要进行许多创新实验与研究,而互联网应用于城市路灯照明智能系统必将是以后研究发展的主要方向,并在很大程度上推动整个系统建设的革命创新。
参考文献
[1] 王小梅,王红蕾,朱博.智能路灯控制系统的设计与实现[J].机械与电子,2011,5( 2)
[2]胡润生.城市路灯远程监控系统的研究[D].武汉理工大学,2007.