節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘 要：隨著現(xiàn)代化城市的建設(shè)與發(fā)展，城市中街路照明與亮化工程是非常重要的，但是如何才能達(dá)到節(jié)能環(huán)保，成為路燈控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵問(wèn)題?，F(xiàn)在新型的LED照明是一種節(jié)能環(huán)保的綠色光源產(chǎn)品，LED路燈體積小，壽命長(zhǎng)，為了節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈的廣泛推廣使用，利用無(wú)線傳感新技術(shù)設(shè)計(jì)智能LED路燈的控制系統(tǒng)，分時(shí)段通過(guò)對(duì)電壓的調(diào)控來(lái)控制路燈的正常照明，節(jié)省大量的電力能源，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)了對(duì)LED路燈的實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理，降低能源消耗，提高路燈的管理使用效率。

關(guān)鍵詞：LED路燈；節(jié)能環(huán)保；無(wú)線傳感技術(shù)；智能控制

1 概述

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的逐步推進(jìn)，城市建設(shè)的亮化工程越來(lái)越成為現(xiàn)代化都市的重要風(fēng)景，城市街路的照明是城市亮化工程的重中之重。目前全球能源消耗急劇增加，環(huán)境污染嚴(yán)重影響了人們的生活，城市街道兩側(cè)的路燈在照亮城市，創(chuàng)造城市絢麗的同時(shí)也消耗的大量的能源，造成了極大的環(huán)境污染[1]。針對(duì)目前我國(guó)街道路燈照明中能耗高、污染重、效能低等問(wèn)題，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，積極推進(jìn)節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈的全面發(fā)展，并利用無(wú)線傳感技術(shù)設(shè)計(jì)智能控制系統(tǒng)，更好地實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理路燈，降低電能的消耗，延長(zhǎng)路燈的使用壽命，為城市的現(xiàn)代化建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

2 LED路燈的節(jié)能控制系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

2.1 無(wú)線傳感技術(shù)，不占空間

城市街路兩側(cè)的路燈遍布城市的各條交通道路及大街小巷，傳統(tǒng)的路燈供電線路較長(zhǎng)，造成供電線路的電能損耗較大，功率低下，另外220V單相電壓為路燈供電，造成嚴(yán)重的三相不平衡，產(chǎn)生過(guò)大的零序電流和零點(diǎn)位移，更加大了線路中的電能損耗[2]。無(wú)線傳感技術(shù)采用無(wú)線的組網(wǎng)方式，不需要大面積的布線，可以靈活擴(kuò)展，而且不需要占用較大的空間。

2.2 實(shí)時(shí)監(jiān)控，高效管理

傳統(tǒng)的路燈照明控制系統(tǒng)都比較簡(jiǎn)單，無(wú)法實(shí)施監(jiān)控，操作與記錄、檢查設(shè)備異常、處理故障等都需要人工進(jìn)行巡視，工作效率低，造成大量的人力和物力的浪費(fèi)。節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈的控制系統(tǒng)能夠?qū)β窡舻拈_(kāi)關(guān)狀態(tài)實(shí)時(shí)地進(jìn)行監(jiān)控，并且實(shí)時(shí)地收集到LED路燈的電流、電壓、亮度、溫度和開(kāi)關(guān)狀態(tài)等運(yùn)行的各個(gè)參數(shù)，將這些參數(shù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)警報(bào)和維修計(jì)劃，發(fā)現(xiàn)故障能夠及時(shí)得到處理，提高了能源的利用率，節(jié)約了能源成本和人力成本，同時(shí)也延長(zhǎng)了LED路燈的使用壽命[3-4]，提高了LED路燈的管理效率和使用效能，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保型LED路燈控制系統(tǒng)的智能化。

3 LED路燈控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)

節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是基于當(dāng)前比較先進(jìn)的無(wú)線傳感技術(shù)，其主要是由三個(gè)部分組成，分別是監(jiān)控中心、子網(wǎng)控制器和LED路燈的監(jiān)控器。LED路燈控制系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

3.1 監(jiān)控中心的設(shè)計(jì)

節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈可以按照路段的日照情況、人員車(chē)輛的流量變化情況設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)狀態(tài)和照明時(shí)間，在保證街路照明的前提下，降低電能消耗，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。為此監(jiān)控中心的功能是對(duì)LED路燈進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，收集LED路燈的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、亮度、溫度等數(shù)據(jù)信息，對(duì)上述數(shù)據(jù)信息進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)，根據(jù)配置參數(shù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程發(fā)送命令控制LED路燈的照明狀態(tài)。

監(jiān)控中心的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能要通過(guò)以下幾個(gè)模塊來(lái)得以實(shí)現(xiàn)，包括數(shù)據(jù)管理模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、主界面模塊、通信管理模塊和用戶管理模塊。

數(shù)據(jù)管理模塊對(duì)LED路燈的監(jiān)控器數(shù)據(jù)、路燈系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的相關(guān)數(shù)據(jù)和其它各項(xiàng)配置數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用和管理。數(shù)據(jù)庫(kù)模塊主要負(fù)責(zé)LED路燈控制系統(tǒng)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和進(jìn)行各項(xiàng)操作，為其它各個(gè)模塊功能的實(shí)施和數(shù)據(jù)分析提供依據(jù)。主界面模塊為管理者提供對(duì)整個(gè)LED路燈的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，管理者可以根據(jù)城市街路的照明需求進(jìn)行管理系統(tǒng)的設(shè)置和設(shè)施設(shè)備配置，以圖形化的模式將各項(xiàng)數(shù)據(jù)直觀而形象的展示[5]。通信管理模塊能夠通過(guò)控制中心實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，保證數(shù)據(jù)的傳輸與通信，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)LED路燈的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制。用戶管理模塊是LED路燈控制系統(tǒng)的管理中心，對(duì)用戶權(quán)按不同方式進(jìn)行設(shè)定與授權(quán)，嚴(yán)格控制對(duì)LED路燈運(yùn)行控制系統(tǒng)的修改與登入，確保LED路燈控制系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全地運(yùn)行。

3.2 LED路燈監(jiān)控器的設(shè)計(jì)

節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈控制系統(tǒng)中的路燈監(jiān)控器的核心是處理數(shù)據(jù)的單片機(jī)，監(jiān)控中心將傳感器收集到的路燈電流、電壓、溫度值，通過(guò)繼電器控制LED路燈的運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)數(shù)據(jù)模塊向子網(wǎng)控制器傳送各類(lèi)參數(shù)，LED路燈監(jiān)控器接受子網(wǎng)控制器傳送的實(shí)時(shí)監(jiān)控命令，對(duì)LED路燈的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、亮度調(diào)節(jié)、電流、電壓和溫度進(jìn)行調(diào)控。

3.3 LED路燈子網(wǎng)控制器的設(shè)計(jì)

節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈控制系統(tǒng)中的子網(wǎng)控制器通過(guò)不同的聯(lián)系方式，分別與監(jiān)控中心和路燈監(jiān)控器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，下達(dá)監(jiān)控中心的控制指令，同時(shí)將路燈監(jiān)控器的實(shí)時(shí)監(jiān)控情況進(jìn)行反饋，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED路燈的運(yùn)行狀態(tài)的有效管理。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈的控制系統(tǒng)可以根據(jù)街路環(huán)境的明暗變化情況控制路燈的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，而且還能夠按照交通情況實(shí)時(shí)調(diào)整路燈的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，極大的減少了能源的損耗。LED路燈出現(xiàn)故障時(shí)智能控制系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，能夠得到及時(shí)有效地處理，更大提高了工作效率，減少了人工成本和能源成本。應(yīng)用無(wú)線傳感技術(shù)對(duì)節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，有效地解決了城市路燈照明工作中高污染、高能耗、低效率的問(wèn)題，為全面發(fā)展節(jié)能環(huán)保智能的綠色照明工程起到了積極而有意義的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：張瑋（1980-），女，漢族，山東淄博人，碩士，講師，工程師，研究方向：應(yīng)用電子，智能控制。