LED路燈智能控制系統(tǒng)

文/彭依彧

LED路燈智能控制系統(tǒng)

文/彭依彧

當(dāng)下各種智慧城市終端的應(yīng)用越來越普遍，因此傳統(tǒng)的路燈控制方式已經(jīng)不能滿足社會發(fā)展的需要，因此LED路燈照明越來越得到普及，尤其是LED路燈的節(jié)能與照射效果都非常的不錯(cuò)，因此LED路燈也越來越得到了廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中，LED路燈照明的時(shí)長和效果需要智能控制系統(tǒng)來進(jìn)行操作，而就目前來說智能控制系統(tǒng)并沒有特別的完善，因此基于智能控制系統(tǒng)的研究還需要去探索，這也是目前LED路燈照明系統(tǒng)亟需解決的問題，本文就LED路燈智能控制系統(tǒng)的一些問題進(jìn)行闡述。

LED路燈 智能控制系統(tǒng) 研究

1 LED路燈照明系統(tǒng)的現(xiàn)狀

LED智能路燈與傳統(tǒng)路燈相比具有發(fā)光效率高、使用壽命長、安全可靠、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，因此越來越受到廣泛的使用，主要是應(yīng)用在城市的主次干道、城鄉(xiāng)道路等領(lǐng)域，目前智能控制系統(tǒng)并不完善，全國已經(jīng)有一些LED路燈的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目正在進(jìn)行，由于LED路燈的大量普及，如何智能高效的控制路燈成為一個(gè)比較重要的問題。

2 LED路燈智能化控制系統(tǒng)的構(gòu)成

LED路燈的智能控制系統(tǒng)主要是用單片機(jī)作為主控器，進(jìn)而利用PWM的方式進(jìn)行操作智能控制，最后結(jié)合無線數(shù)據(jù)傳輸模塊進(jìn)行無線數(shù)據(jù)的收發(fā)。系統(tǒng)主要是由測量光強(qiáng)度、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、脈沖寬度調(diào)節(jié)、無線數(shù)據(jù)傳輸四個(gè)模塊組成，來發(fā)揮其智能控制的功能。

當(dāng)智能控制系統(tǒng)開始工作時(shí)，如當(dāng)光線很弱時(shí)，測量光強(qiáng)度模塊就會把信號傳達(dá)給中央處理器，從而驅(qū)動(dòng)LED路燈的開啟；實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊為整個(gè)系統(tǒng)提供精確的時(shí)間基準(zhǔn)，可以自如的控制所有路燈在某一時(shí)間開啟或關(guān)閉；控制器通過PWM在系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)而控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中輸出電流的大小，從而控制LED路燈的照明強(qiáng)度；最后的模塊是無線數(shù)據(jù)的收發(fā)，完成了整個(gè)智能控制系統(tǒng)的操作，大大減少了電能的浪費(fèi)以及節(jié)約了人工操作方面的費(fèi)用。

3 智能控制系統(tǒng)在LED路燈照明系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前隨著人民生活水平的不斷提高，節(jié)約能源的理念越來越深入人心，在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用，而智能控制系統(tǒng)就能很好的體現(xiàn)這一文化理念，智能控制系統(tǒng)能夠根據(jù)道路實(shí)際情況控制調(diào)節(jié)路燈照明強(qiáng)度。那么智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用具有什么意義呢？使用LED路燈的主要目的是為了減少電能的損耗。在目前的LED路燈照明系統(tǒng)中，基本上都是使用直接的照射，直接照射的缺點(diǎn)是會浪費(fèi)電能，而相較于直接照射，智能控制系統(tǒng)可以根據(jù)周圍的路況和周圍光度的強(qiáng)弱進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)行適度的照明，這樣就很大程度上降低了能源的損耗。

智能控制系統(tǒng)在LED路燈照明中的應(yīng)用，實(shí)際上也是根據(jù)遠(yuǎn)程通信原理和單片機(jī)的中心控制，在這其中最為重要的就是光控系統(tǒng)和感控系統(tǒng)。智能控制系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過程中主要是：智能控制系統(tǒng)的光感系統(tǒng)感知外界的亮度來根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行亮度的調(diào)節(jié)。而傳統(tǒng)的路燈照明中，一般都是由工作人員進(jìn)行操作，在一定的時(shí)間由工作人員全部開閉，之后到達(dá)一定時(shí)間后再同意關(guān)閉，這種操作方式雖然在操作成本上降低了費(fèi)用，但是也有其缺點(diǎn)存在，比如浪費(fèi)了運(yùn)營成本，另外也是比較麻煩的，而采用光感控制系統(tǒng)，由其智能感知周圍的亮度來進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)實(shí)際情況來調(diào)節(jié)，這樣在很大的程度上做到了節(jié)約能源。再者在LED路燈照明系統(tǒng)中，一般都會根據(jù)路燈間的距離及照明的亮度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在實(shí)際應(yīng)用中，有的地方不需要啟動(dòng)，或者有的地方不需要完全氣筒，亮度也可以適當(dāng)調(diào)低，這樣的話智能控制系統(tǒng)可以智能的進(jìn)行省電，這些都可以通過智能控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。

4 LED 路燈照明系統(tǒng)中核心技術(shù)的開發(fā)

LED路燈照明系統(tǒng)中，仍然是需要控制中心和遠(yuǎn)程控制前臺相互配合進(jìn)行工作的，這樣才能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信，達(dá)到遠(yuǎn)程操控的目的。但是目前這并不能達(dá)到理想程度上，在實(shí)際應(yīng)用中因?yàn)檫h(yuǎn)程通信可能會出現(xiàn)一些差錯(cuò)，從而會造成LED路燈照明系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤的操作。另外，在智能控制系統(tǒng)中，具體的功能都需要通信技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)。那么怎樣才能更好的發(fā)揮智能控制系統(tǒng)的作用呢，這也是一個(gè)根本的問題，需要技術(shù)人員進(jìn)一步開發(fā)核心技術(shù)。

（1）智能控制系統(tǒng)中光感系統(tǒng)在LED照明系統(tǒng)中占據(jù)了很大的地位，是非常重要的角色，光感系統(tǒng)能夠感知光路況中光的強(qiáng)度從而根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，那么應(yīng)該怎樣實(shí)現(xiàn)這一功能呢。主要是通過光敏元件結(jié)合應(yīng)用的單片機(jī)芯片，光敏傳感器將光強(qiáng)度進(jìn)行信號傳導(dǎo)，利用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)將其轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行傳遞，到達(dá)單片機(jī)的控制中心，進(jìn)行相應(yīng)的電流大小的變換，而電流的大小直接決定了照明強(qiáng)度的大小，從而來進(jìn)行相應(yīng)的照射強(qiáng)度的調(diào)節(jié)。

（2）在選擇合適的光照強(qiáng)度及照明方式的時(shí)候，需要利用集成電路控制技術(shù)來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。不管是單片機(jī)的中心控制技術(shù)還是遠(yuǎn)程通信技術(shù)原理都是一樣的，都是利用計(jì)算機(jī)編程程序來實(shí)現(xiàn)的。在LED路燈的智能系統(tǒng)中，所有的信號接收都是來源于光信號。因此光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是非常重要的，轉(zhuǎn)換成的電信號要通過無線數(shù)據(jù)來收發(fā)進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，從而來實(shí)現(xiàn)具體的操作。

（3）關(guān)于LED路燈中智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)，其一是系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、控制節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、基站控制設(shè)計(jì)；其二是關(guān)于通信協(xié)議的設(shè)計(jì)，本協(xié)議適用于LED路燈智能控制系統(tǒng)基站和路燈節(jié)點(diǎn)之間，以及基站和上位機(jī)軟件之間的數(shù)據(jù)通信；最后是關(guān)于系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)，根據(jù)系統(tǒng)硬件及實(shí)際應(yīng)用中的需求，對系統(tǒng)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其根據(jù)感知的光強(qiáng)度調(diào)節(jié)LED路燈照明的強(qiáng)度。

5 結(jié)束語

LED路燈具有傳統(tǒng)路燈不具備的優(yōu)勢，因此目前來說應(yīng)用的越來越廣泛，智能控制系統(tǒng)滿足了城市發(fā)展的需求。研究設(shè)計(jì)智能化、運(yùn)行可靠和高效節(jié)能的路燈控制系統(tǒng)對智能控制系統(tǒng)是必然的，通過單片機(jī)的中心控制，光電信號的轉(zhuǎn)換，光感裝置的感知等手段來實(shí)現(xiàn)完整的操控。為實(shí)現(xiàn)這樣的技術(shù)手段，需要系統(tǒng)硬件、通信協(xié)議、系統(tǒng)軟件的共同協(xié)作，在節(jié)能環(huán)保的理念下，進(jìn)行相應(yīng)的LED路燈照明操作。系統(tǒng)設(shè)計(jì)完全是從節(jié)能和性價(jià)比的角度出發(fā)，是未來路燈照明系統(tǒng)發(fā)展的方向，有著非常廣闊的社會和商業(yè)前景。

[1]周海.智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)研究[D].武漢:武漢理工大學(xué),2009.

[2]賀一鳴,王崇貴,劉進(jìn)宇.智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2010(01):207-210．

[3]申利民,翁桂鵬.基于ZigBee的智能小區(qū)LED路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國照明電器,2011(02):26-29．

作者單位廣州代諾可光電科技有限公司 廣東省廣州市510800

彭依彧（1973-），男，臺灣省新竹市人，博士學(xué)位，畢業(yè)于美國高登大學(xué)?，F(xiàn)就就職于廣州代諾可光電科技有限公司，研究方向?yàn)長ED散熱、照明、燈具結(jié)構(gòu)、照明規(guī)劃設(shè)計(jì)。