城市智能照明中單燈監(jiān)控的應(yīng)用研究
2015-04-29 00:00:00陳開平
【摘 要】單燈監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)分布式、集散型、網(wǎng)絡(luò)化、全開放的系統(tǒng)，包括了控制中心和若干個(gè)分控點(diǎn)，能夠?qū)Ω鞣N路燈設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控和管理。且具有一定的節(jié)能功能。目前，節(jié)能的概念非常普遍，在滿足照度需求的前提下，一定范圍降低溫度來(lái)達(dá)到減少消耗的目的。本文從現(xiàn)今單燈的照明監(jiān)控發(fā)展、單燈監(jiān)控的功能和監(jiān)控進(jìn)行闡述，結(jié)合數(shù)字管理技術(shù)，構(gòu)建城市化的智能照明應(yīng)用體系，并在基礎(chǔ)上提出了實(shí)現(xiàn)方式。
【關(guān)鍵詞】城市；智能照明；單燈監(jiān)控； 監(jiān)控；管理
我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)一般是采用無(wú)線分組傳輸?shù)姆绞?，基本可以分為：通訊層、采集?zhí)行層、監(jiān)控中心。常用的方式有抑制性節(jié)能、降壓節(jié)能和開關(guān)節(jié)能。論文從不同的角度闡述了城市智能照明中單燈監(jiān)控的應(yīng)用與研究。
1.單燈照明監(jiān)控的發(fā)展
如今，單燈照明裝置是在城市道路規(guī)劃建設(shè)中應(yīng)用比較廣泛的一個(gè)系統(tǒng)，它主要是一個(gè)單獨(dú)控制盞路燈在開關(guān)、節(jié)能、數(shù)據(jù)采集和故障判斷的設(shè)備。通常是由以下幾個(gè)部分組成。
（1）單燈監(jiān)控模塊：安裝在燈桿內(nèi)或燈具內(nèi)，由單燈監(jiān)測(cè)單元和單燈控制單元組成。
（2）單燈通訊模塊：?jiǎn)螣襞涮椎耐ㄓ嵞K，實(shí)現(xiàn)了單燈裝置和監(jiān)控前端的裝置。
（3）單燈適配器：在開關(guān)箱中，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)箱管轄范圍內(nèi)的單燈裝置數(shù)據(jù)急抄。
單燈監(jiān)控系統(tǒng)可以通過監(jiān)控中心的監(jiān)控計(jì)算機(jī)單元與相應(yīng)的軟件構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并且按照一定的通訊協(xié)議來(lái)判斷該設(shè)備的工作狀態(tài)和故障情況。
現(xiàn)今采取的照明主要還是采用了節(jié)能手段來(lái)滿足需求，這樣會(huì)大大的影響到光照度和光源壽命，實(shí)際上無(wú)法滿足根本的目的，但單燈產(chǎn)品則改變了這一局勢(shì)，不僅能夠滿足光照度的需求和光源的壽命，還能滿足對(duì)每盞燈的控制和管理。真正的實(shí)現(xiàn)了智能化需求。目前判斷亮燈率的方法主要有兩種形式：
（1）通過人工巡檢，亮燈率可以非常準(zhǔn)確，但耗時(shí)耗力，在此基礎(chǔ)上需要大面積亮燈，這樣就會(huì)造成巨大的浪費(fèi)。
（2）通過測(cè)量線路整體電流來(lái)實(shí)現(xiàn)亮燈率的監(jiān)測(cè)，但要注意環(huán)境方面因素影響，測(cè)量的結(jié)果不可能是完全準(zhǔn)確，通常在90%以上。
2.單燈監(jiān)控多功能化
單燈監(jiān)控系統(tǒng)能夠解決此問題，每個(gè)光源都裝有一個(gè)監(jiān)控終端，其工作狀態(tài)能夠及時(shí)的傳送到監(jiān)控管理中心，因此亮燈率的判斷可以為百分之百。且能夠有效的避免了由于燈不亮給人們的生活帶來(lái)了不便之處。另外，單燈系統(tǒng)有效地防止了電纜被偷竊的行為發(fā)生，同時(shí)在單燈系統(tǒng)中可以預(yù)設(shè)好幾種應(yīng)急方案。
現(xiàn)在的監(jiān)控系統(tǒng)功能組合的形式主要有以下幾種：
方式一：只有終端監(jiān)控、通訊模塊、監(jiān)控中心等三個(gè)部分組成的亮燈自動(dòng)化系統(tǒng)。
方式二：監(jiān)控終端、電纜防盜器、通訊模塊、監(jiān)控中心四部分組成的亮燈自動(dòng)化系統(tǒng)。
方式三：監(jiān)控終端、電纜防盜器、單燈模塊、單燈適配器、通訊模塊、監(jiān)控中心六部分組成。第三種方式是技術(shù)學(xué)家鎖倡導(dǎo)和建議的使用系統(tǒng)，具有監(jiān)控，數(shù)據(jù)分析，防盜等優(yōu)勢(shì)。
3.無(wú)線通訊背景
Zigbee技術(shù)是被當(dāng)今世界所認(rèn)可發(fā)展最迅速的技術(shù)，市場(chǎng)前景非常的廣闊。該技術(shù)使用了電波的方式用作無(wú)線信息傳輸，采用的是復(fù)數(shù)節(jié)點(diǎn)方式來(lái)連接到網(wǎng)絡(luò)。Zigbee技術(shù)伴隨著短距離無(wú)線通訊技術(shù)，個(gè)人局域網(wǎng)的需求而發(fā)展，根據(jù)這個(gè)協(xié)議所規(guī)定的技術(shù)是一種低距離、低復(fù)雜率、低成本、高可效性的雙項(xiàng)無(wú)線通訊技術(shù)，主要是適用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制兩個(gè)方面。尤其是針對(duì)單燈照明領(lǐng)域應(yīng)用是非常的廣泛。
考慮到城市照明的應(yīng)用條件，控制中心應(yīng)該是該系統(tǒng)的心臟，要有專業(yè)的機(jī)房設(shè)施，接入到以太局域網(wǎng)內(nèi)，且同時(shí)具備子系統(tǒng)來(lái)接受和處理信息的傳輸過程，完成存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)的任務(wù)。利用zigbee組網(wǎng)，結(jié)合科技軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)信息化管理。系統(tǒng)全天24小時(shí)監(jiān)控。
Zigbee的通信功能能夠迅速建立起工作數(shù)據(jù)庫(kù)，有效的降低了故障率和偷盜行為的發(fā)生率，需要查詢的時(shí)候，zigbee提供識(shí)別功能，來(lái)達(dá)到信息傳輸。
4.單燈照明的廣泛應(yīng)用
國(guó)內(nèi)的單燈產(chǎn)品是最近幾年的時(shí)間里面剛剛興起，還是處于發(fā)展期。但是產(chǎn)品的更新程度很快，裝置的形式變得多種多樣。從有線通訊方式到電力線載波通訊方式?？刂品绞揭彩菑膯温房刂品绞睫D(zhuǎn)變成為多路控制；故障診斷方式也是從無(wú)到有。安裝從原先的在燈頭上安裝到安裝在燈桿上。從以上的幾個(gè)方面，我們不難可以看出單燈產(chǎn)品逐漸的走向成熟，只有質(zhì)量更好，才會(huì)更好的去服務(wù)社會(huì)和人民。
4.1控制對(duì)象
單燈控制的對(duì)象應(yīng)該是其對(duì)應(yīng)的燈具光源，目前常規(guī)的單燈監(jiān)控裝置可以控制：高壓鈉燈、汞燈。特別的單燈監(jiān)控裝置可以對(duì)電子鎮(zhèn)流器的光源進(jìn)行控制。或者是對(duì)LED路燈的電源驅(qū)動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控并構(gòu)建通訊網(wǎng)絡(luò)。
根據(jù)控制對(duì)象的不同，單燈裝置的控制數(shù)量也是存在著差別，大量的單燈裝置采用單對(duì)單的控制方式，也存在個(gè)別的單對(duì)多。
4.2節(jié)能方式
節(jié)能方式是越來(lái)越得到了巨大的應(yīng)用范圍，現(xiàn)今的單燈節(jié)能方式主要有以下幾種方式：
（1）抑制性節(jié)能方式：因電網(wǎng)電壓的偏高導(dǎo)致了耗電以及的燈源的損耗，而開發(fā)出來(lái)能在夜間電壓偏高時(shí)候，能自動(dòng)降壓，穩(wěn)定供電，達(dá)到了節(jié)能電能和延長(zhǎng)電炮的使用壽命。
（2）降壓節(jié)能方式：通過降低電壓，而開發(fā)出的相關(guān)產(chǎn)品主要有兩種方式：無(wú)極變壓節(jié)能方式和檔位節(jié)能方式。無(wú)極變壓指的是根據(jù)不同客戶的需求來(lái)調(diào)節(jié)電壓范圍以達(dá)到節(jié)能目的。而檔位節(jié)能是通過輸出變壓器抽頭來(lái)輸出不同電壓量滿足節(jié)能的要求。
（3）開關(guān)節(jié)能方式：通過對(duì)燈具光源的直接開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能，該方式產(chǎn)生的直接效果是最理想。對(duì)燈源的影響很小。通過形成系統(tǒng)以后，采用不同的分組策略實(shí)現(xiàn)分組開關(guān)燈控制。從而取得較高的開關(guān)燈控制，達(dá)到節(jié)能。
5.單燈監(jiān)控裝置的實(shí)現(xiàn)方式
一般是指前端監(jiān)控與單燈裝置間的通訊方式，常見的通訊方式有：電力載波方式，無(wú)線傳輸方式，其他傳輸方式。
（1）電力載波方式：該技術(shù)主要是利用電力線網(wǎng)來(lái)為傳媒媒介，將載有信息的高頻信號(hào)加載到電線上面，通過電力線來(lái)傳輸信息，且通過調(diào)制器把高頻信號(hào)從電力線上分離出來(lái)，傳送到終端監(jiān)控。如今，電力載波已經(jīng)變得非常普遍，其研究方向主要還是低速的電線載波通訊方式，主要是用來(lái)傳輸電網(wǎng)調(diào)節(jié)管理信息，以及載波語(yǔ)音通訊等。隨著數(shù)字電子技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的電力行業(yè)已經(jīng)慢慢的走向了數(shù)字化。
（2）無(wú)線傳輸方式：該方式是基于相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議介入到電網(wǎng)中來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)方面的傳輸和應(yīng)用。常見的有無(wú)線局域網(wǎng)、藍(lán)牙、ZIGBEE和無(wú)線團(tuán)體局域網(wǎng)。無(wú)線解決方案采取了ZIGBEE的無(wú)線通訊方案，其最大的特點(diǎn)是：
1）低成本，通過大幅度的簡(jiǎn)化協(xié)議降低了對(duì)zigbee通信控制器的要求，因而大大降低了成本。2）低速率，在2.4GHz的頻段中只有10-250kbit/S，專注于低傳輸應(yīng)用。3）近距離，通過路由器和節(jié)點(diǎn)間的通訊接力，傳輸距離將更遠(yuǎn)。根據(jù)實(shí)際的發(fā)射功率大小來(lái)決定了各種不同應(yīng)用模式的結(jié)合。4）高安全性zigbee提供了3種安全模式：包括了無(wú)安全設(shè)定、使用接入控制滑單防止非法獲取數(shù)據(jù)，以及采用高級(jí)加密來(lái)確定安全屬性。
6.結(jié)語(yǔ)
社會(huì)在不斷發(fā)展，單燈監(jiān)控裝置的使用最大程度上方便了人們的生活，更加體現(xiàn)出現(xiàn)代化城市的進(jìn)程。我們從各個(gè)不同的角度具體地闡述一些實(shí)質(zhì)性的內(nèi)容，表達(dá)了單燈裝置監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，除了技術(shù)方面的更新之外，節(jié)能功效是核心的主題，系統(tǒng)利用了簡(jiǎn)單的傳輸方式和通訊方式來(lái)達(dá)到良好的節(jié)能目的，該系統(tǒng)對(duì)于現(xiàn)代化城市發(fā)展，數(shù)字化進(jìn)程具有重要的社會(huì)意義，系統(tǒng)已經(jīng)在城市中廣泛的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)管理，取得了良好的應(yīng)用效果和社會(huì)效益。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
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