城市智慧照明控制系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

馬恩明

龍騰照明集團(tuán)有限公司 江蘇高郵 225600

智慧照明是智慧城市的重要組成部分，也是智慧應(yīng)用領(lǐng)域的熱點之一。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，智慧照明被賦予了更多的內(nèi)涵。而在智慧照明系統(tǒng)實際設(shè)計應(yīng)用過程中，除了需要以往傳統(tǒng)的照明設(shè)計外，其若干關(guān)鍵技術(shù)仍有待進(jìn)一步的研究和探討?！蛾P(guān)于促進(jìn)智慧城市健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》中明確：按照走集約、智能、綠色、低碳的新型城鎮(zhèn)化道路的總體要求，推動一代信息技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，積極發(fā)展民生服務(wù)智慧應(yīng)用，有效提高城市綜合承載能力和居民幸福感受?！丁笆濉眹窠?jīng)濟(jì)和社會發(fā)展規(guī)劃綱要》中強(qiáng)調(diào)：推進(jìn)能源消費(fèi)革命，實施照明系統(tǒng)升級改造等重點工程?！丁笆濉惫?jié)能減排綜合工作方案》中指出：綜合采取節(jié)能減排系統(tǒng)集成技術(shù)，推動照明等系統(tǒng)優(yōu)化升級。從智慧城市發(fā)展的角度來看，我們迫切需要集約、智能、綠色、低碳的民生服務(wù)類的智慧應(yīng)用，以提升居民的幸福感和滿意度。從智慧照明發(fā)展的角度來看，我們迫切需要對現(xiàn)有照明系統(tǒng)改造升級，以實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

1 智慧照明系統(tǒng)介紹

我們結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)外計算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、硬件技術(shù)、通信技術(shù)，對某市智慧照明管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，總體設(shè)計思路如下：軟件構(gòu)架采用最新的微軟.Net框架，使用C語言進(jìn)行編程，數(shù)據(jù)庫使用微軟SQLServer2005設(shè)計。硬件支撐設(shè)備通過升級工控機(jī)、服務(wù)器，增加光端機(jī)、路由器、硬件防火墻等設(shè)備實現(xiàn)。智慧照明系統(tǒng)創(chuàng)造性地將原獨立運(yùn)行的照明監(jiān)控、單燈控制、視頻監(jiān)控、車輛管理、資產(chǎn)管理、辦公管理等分系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)集成。全處各級領(lǐng)導(dǎo)和部門登錄統(tǒng)一管理平臺，按照各自分配的權(quán)限，登錄各自相關(guān)業(yè)務(wù)界面，達(dá)到工作便捷、管理高效的目的。智慧照明系統(tǒng)做到系統(tǒng)之間的相互融合，實現(xiàn)模塊間功能的融合、數(shù)據(jù)的共享，搭建成淮安市照明管理物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)綜合管理平臺。該平臺功能豐富、集成度高，實用性強(qiáng)。智慧照明系統(tǒng)利用照明監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的雙組網(wǎng)方式，構(gòu)建了既具備照明監(jiān)控核心功能的用戶自主網(wǎng)絡(luò)，又可方便與其他系統(tǒng)對接而形成數(shù)據(jù)共享的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。成功解決了系統(tǒng)安全性與開發(fā)性之間的矛盾，使系統(tǒng)在獨立的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)安全運(yùn)行的同時，兼顧數(shù)據(jù)的互通共享。可與市政網(wǎng)格化管理系統(tǒng)、數(shù)字城管系統(tǒng)等數(shù)字平臺進(jìn)行對接，為今后接入智慧城市體系做好準(zhǔn)備。以C/S+B/S+手機(jī)APP的系統(tǒng)架構(gòu)，實現(xiàn)在同一地圖界面上準(zhǔn)確定位所屬照明設(shè)施，支持按比例縮放及操作，分層次分形態(tài)真實反映所屬設(shè)施（包括控制箱、燈桿、車輛及其他資產(chǎn)對象等信息）狀態(tài)，如坐標(biāo)、桿型、故障、開關(guān)燈等。

2 智慧照明系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 數(shù)據(jù)中心

智慧照明系統(tǒng)，已經(jīng)從狹義的角度向廣義的角度發(fā)展和延伸。若多源化、多部門、多類型的數(shù)據(jù)在前端統(tǒng)一采集后，再按照以往的方式分別傳輸至各主管部門，那么又造成了“煙囪”現(xiàn)象的出現(xiàn)，不但增加了整體建設(shè)成本，而且影響到部門間數(shù)據(jù)的互聯(lián)和互通。結(jié)合國家智慧城市的總體部署要求，建議在智慧城市的總體框架下，將所有智慧照明系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)，統(tǒng)一存儲至智慧城市數(shù)據(jù)中心內(nèi)，或統(tǒng)一租賃私有云、公有云進(jìn)行存儲和管理。這樣各個部門無需再新建機(jī)房或擴(kuò)充機(jī)房，極大地降低建設(shè)成本，有效地節(jié)約了空間資源;同時，更有利于各部門之間數(shù)據(jù)的充分共享和二次利用。

2.2 地理信息系統(tǒng)

現(xiàn)有的照明控制類軟件，對于其管理的燈具對象只是單一的列表或樹狀圖的形式顯示，而對于其實際位置根本不關(guān)心，沒有空間維度的具體映射，用戶體驗較差。通過調(diào)用百度地圖a p i繪制區(qū)域的地理信息。用戶錄入的對象經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，經(jīng)過系統(tǒng)處理后以G I S技術(shù)顯示在地圖上，并配合直觀的圖形結(jié)果，典型的應(yīng)用有：路燈布局，路燈運(yùn)行狀態(tài)顯示，故障燈具定位，傳感器分布顯示等。百度地圖顯示范圍廣泛，內(nèi)容豐富，但其在顯示的精度最高1 0m左右。而城市照明系統(tǒng)的燈桿具有大分布，小聚集的特點。常見的采光對象如工廠、場館、橋梁密布著幾十棧甚至上百棧燈具，這時百度地圖在局部區(qū)域顯示不夠細(xì)膩。為解決這一問題，我們引入人工地圖：通過本地導(dǎo)入目標(biāo)區(qū)域的平面圖，矢量格式，根據(jù)需求在該圖上配置相關(guān)的燈具圖標(biāo)，在百度地圖下形成高精度的二級地圖顯示。局部精確和總體概況的綜合展示，多角度展示了燈具在立體空間的地理信息，更具形象感。

2.3 與智慧交通系統(tǒng)銜接

智慧照明系統(tǒng)的攝像機(jī)、微波傳感器和空氣檢測儀等圖像和數(shù)據(jù)，通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至智慧城市數(shù)據(jù)中心內(nèi)。智慧交通系統(tǒng)通過智慧城市數(shù)據(jù)中心身份認(rèn)證后，統(tǒng)一調(diào)用相關(guān)圖像和數(shù)據(jù)，實現(xiàn)交通監(jiān)控、交通數(shù)據(jù)采集和環(huán)境檢測等數(shù)據(jù)共享。同時，智慧交通系統(tǒng)通過智慧照明系統(tǒng)的音柱廣播、信息顯示屏等外延設(shè)施，發(fā)布道路交通突發(fā)事件等語音、文字信息。

2.4 基于規(guī)則的故障診斷專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)作為具有大量的專業(yè)理論性知識與經(jīng)驗性知識的程序系統(tǒng)，能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領(lǐng)域問題。公共照明智能化監(jiān)控系統(tǒng)中嵌入基于規(guī)則推理的專家系統(tǒng)，以解決復(fù)雜的LED燈具故障診斷問題。單燈在發(fā)生故障時，傳感器會及時將該時刻的電壓、電流、溫度、濕度、功率和亮度等參數(shù)及時推入到數(shù)據(jù)庫中，構(gòu)成專家系統(tǒng)的事實庫。

3 結(jié)語

本文中所開發(fā)的城市智慧照明控制系統(tǒng)是借助軟件技術(shù)、通信技術(shù)、自動化技術(shù)和云技術(shù)將分散的照明對象進(jìn)行集中管理。今后的研究工作將從以下幾個方面深入下去：①系統(tǒng)集成的控制算法朝著更加智慧的方向演進(jìn)，如深度學(xué)習(xí)、意念控制等。②將該套控制系統(tǒng)推廣到其它實時控制領(lǐng)域，如智能樓宇中空調(diào)、壓縮機(jī)、電梯等設(shè)備的監(jiān)控。③在系統(tǒng)實踐檢驗中，對通信穩(wěn)定性、操作便捷性等方面加以持續(xù)的改進(jìn)和完善。