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

王樹彬 高愛 付國杰

摘 要：智能城市是現(xiàn)代城市規(guī)劃的重要思路，如何將節(jié)能環(huán)保與智能技術(shù)融入到城市照明亮化工程中來，則成為城市設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。目前節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈由于其能耗低、環(huán)保效果好、靈活智能等優(yōu)勢已經(jīng)成為城市路燈設(shè)計中的重要選擇。技術(shù)人員需要利用新型傳感技術(shù)全面控制智能LED路燈的分段電壓，保證控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)傳送，進而實現(xiàn)有效照明。本文根據(jù)節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈優(yōu)勢，從技術(shù)角度對控制系統(tǒng)的設(shè)計進行簡要分析。

關(guān)鍵詞：智能LED路燈；節(jié)能環(huán)保；控制系統(tǒng)；設(shè)計要點

城市經(jīng)濟的不斷發(fā)展推動了我國城市化建設(shè)水平的不斷提升，而城市照明亮化工程不僅是城市正常運轉(zhuǎn)的重要環(huán)節(jié)，也是美化城市，打造城市風(fēng)景的重要途徑。路燈是照明亮化工程的關(guān)鍵構(gòu)成，但是在點燃路燈的同時，城市能源消耗不斷攀升，環(huán)境污染日益惡化，而這自然與打造美麗城市的初衷背道而馳，因此，如何控制城市路燈能耗高、污染重、效能低等問題，則成為現(xiàn)代城市建設(shè)中的重要關(guān)注點。節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈的出現(xiàn)為城市照明亮化工程體系建設(shè)提供了新的思路，相較于傳統(tǒng)的路燈設(shè)計，控制系統(tǒng)能夠利用無線傳感技術(shù)實時、高效、智能地對整個照明亮化工程進行監(jiān)控和管理，從而合理調(diào)整能耗，控制環(huán)境污染。

一、節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈控制系統(tǒng)優(yōu)勢

控制系統(tǒng)是節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈核心所在，也是體現(xiàn)其自身優(yōu)勢，實現(xiàn)智能調(diào)控與節(jié)能環(huán)保的基礎(chǔ)。相較于傳統(tǒng)的路燈控制系統(tǒng)，節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈控制系統(tǒng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，無線傳感技術(shù)的應(yīng)用不僅降低了線路的占用空間，以維持了電壓的穩(wěn)定，降低了電能消耗。路燈遍布在城市大小街道的兩邊，超長的線路，復(fù)雜的分布，使得電力供應(yīng)難以實現(xiàn)最大的應(yīng)用效率，如在220V單相電壓的供電水平下，路線的復(fù)雜設(shè)計造成了三相不平衡，零序電流和零點位移過大，增加了電能損耗；而無線傳感技術(shù)的應(yīng)用避免了這一問題，該技術(shù)摒棄了大面積線路的安排，可以根據(jù)路燈安置的位置靈活布線，縮減了所占空間，也有效控制了電能的消耗。第二，實現(xiàn)了對路燈照明情況的實時監(jiān)控，提高了照明亮化體系的管理效率。傳統(tǒng)的路燈控制系統(tǒng)設(shè)計簡單，難以有效記錄操作、故障等信息，主要依賴人力完成，而節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈則采用實時控制系統(tǒng)，對路燈在運行中的電流、電壓、亮度、溫度和開關(guān)狀態(tài)等運行參數(shù)進行實時記錄，并及時傳送至監(jiān)控中心，利用智能系統(tǒng)進行對照與檢測，進而給出監(jiān)測數(shù)據(jù)，對存在故障的路燈做出警報與檢修提示，從而大大提高了照明系統(tǒng)的操作、運行、檢修效率，體現(xiàn)了智能化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。

二、節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈控制系統(tǒng)設(shè)計要點

節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計的關(guān)鍵在于無線傳感技術(shù)的應(yīng)用，整個系統(tǒng)主要由三個部分構(gòu)成，即數(shù)控中心、子網(wǎng)控制器、路燈控制器，其中控制中心通過數(shù)據(jù)采集做出控制、統(tǒng)計、維護等操作；子網(wǎng)控制器連接路燈控制器與數(shù)據(jù)控中心，能夠?qū)⒙窡暨\行的數(shù)據(jù)進行集中上傳；而路燈控制器則勾連子網(wǎng)控制器與路燈，根據(jù)道路的照明情況合理調(diào)整路燈的開關(guān)狀態(tài)。

（一）數(shù)控中心

LED路燈的智能化特點集中體現(xiàn)在根據(jù)路段的明暗、車流、人流燈因素的變化自動調(diào)整開關(guān)。與傳統(tǒng)長期保持照明狀態(tài)的路燈相比，這樣的功能設(shè)計顯然能夠提高能源的利用效率，降低能源消耗，進而控制城市照明系統(tǒng)產(chǎn)生的環(huán)境污染。當(dāng)然，要想完成這一系列的智能化操作，LED路燈的控制系統(tǒng)則需要大量的數(shù)據(jù)支持，因此，數(shù)控中心組需要對LED路燈所在路段的具體情況進行實時監(jiān)控，這樣才能大量收集數(shù)據(jù)信息，并實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程訪問，結(jié)合配置參數(shù)，對該路段的LED路燈的開關(guān)系統(tǒng)發(fā)出科學(xué)有效的指令。數(shù)控中心對數(shù)據(jù)的采集需要通過數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)庫、主界面、通信管理、用戶管理這五個模塊相互協(xié)作完成。其中學(xué)數(shù)據(jù)管理需要對路燈的運行情況做出實時監(jiān)控，并結(jié)合各項配置數(shù)據(jù)做出統(tǒng)計分析；數(shù)據(jù)庫則是數(shù)據(jù)的存儲系統(tǒng)，需要對路燈控制系統(tǒng)運行中需要的數(shù)據(jù)給予支持；主界面則利用直觀的視覺圖像對各路段路燈的照明情況進行展示；通信管理負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)交換，確保不同路段的明暗、人員車流等情況及時上傳；用戶管理則通過授權(quán)對相關(guān)人員的身份進行確認(rèn)，并嚴(yán)格控制LED路燈照明系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。

（二）子網(wǎng)控制器

子網(wǎng)控制器利用不同的信息傳送方式，與數(shù)控中心以及路燈監(jiān)控系統(tǒng)保持溝通，一方面從需數(shù)控中心中接收指令，另一方面想路燈控制系統(tǒng)下達指令。此外，在數(shù)據(jù)過程中，子網(wǎng)控制器還需要對節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈的指令執(zhí)行情況進行及時反饋，以便于數(shù)控系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)路燈在運行中出現(xiàn)的問題，進而向檢修部門發(fā)出維修指令，確保路燈的有效照明。

（三）路燈控制器

路燈控制器的核心為數(shù)據(jù)處理的單片機，該模塊一方面從子網(wǎng)控制器接收到相關(guān)的監(jiān)控數(shù)據(jù)，另一方面LED路燈能夠根據(jù)電流、電壓、溫度值等參數(shù)值及時調(diào)控開關(guān)，從而實現(xiàn)對節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈運行狀態(tài)的有效管理。

三、結(jié)語

總之，節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈的控制系統(tǒng)突出了“智能”的特點，根據(jù)道路的敏感環(huán)境自主控制開關(guān)，并調(diào)整路燈明暗程度，而這必然會有效降低一些不必要的能源消耗，避免一些路段長期處于高耗能、低效率的狀態(tài)?；诖?，在城市規(guī)劃建設(shè)中，應(yīng)積極引入節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈，并不斷完善控制系統(tǒng)設(shè)計，根據(jù)城市建設(shè)需要不斷改進智能技術(shù)，進而推動智能化城市的構(gòu)建。

參考文獻：

[1]張瑋.節(jié)能環(huán)保型智能LED路燈控制系統(tǒng)設(shè)計[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（34）：74.

[2]基于新型三維二次光學(xué)系統(tǒng)的高效LED路燈：高效、節(jié)能、環(huán)保的新型路燈[J].廣東科技，2010，19（15）：52.

作者簡介：王樹彬，男，大專，工程師，研究方向：LED照明燈具的研發(fā)。