路燈的智能化設計及應用

李亮 楊小高 鐘錦波 洪鵬 陳媛鈺

摘? 要：現(xiàn)如今，城市道路的傳統(tǒng)路燈大多功能單一、色溫恒定，能源應用不充分。為此，該文提出一種多桿合一的智能化路燈設計方案，并探索其應用前景。設計的路燈利用傳感技術智能化調節(jié)色溫，并基于物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)路燈的相互通信及與遠程監(jiān)控中心交互式通信，使城市路燈資源得到充分利用。智能化路燈的建設也為智慧城市的建設提供參考。

關鍵詞：照明路燈? ?多桿合一? ?傳感技術? ?物聯(lián)網(wǎng)通信

中圖分類號：TP273? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）07（b）-0016-03

Intelligent Design and Application of Street Lamp

LI Liang? ?YANG Xiaogao? ?ZHONG Jinbo? ?HONG Peng? ?CHEN Yuanyu

（College of Mechanical Engineering， Hunan University of Arts and Science， Changde， Hunan Province， 415000? China）

Abstract： Nowadays， most of the traditional street lamps on urban roads have single function， constant color temperature and insufficient energy application. Therefore， this paper puts forward a multi pole intelligent street lamp design scheme， and explores its application prospect. The designed street lamp intelligently adjusts the color temperature by using the sensing technology， and realizes the mutual communication of street lamps in the area and the interactive communication with the remote monitoring center based on the wireless communication technology of the Internet of things， so as to make full use of the urban street lamp resources. The construction of intelligent street lamps also provides a reference for the construction of smart cities.

Key Words： Street lamp; Multi-pole integration; Sensing technology; Internet of things communication

智能化路燈是在傳統(tǒng)路燈桿件基礎上裝配各種環(huán)境監(jiān)測設備，根據(jù)實時反饋的環(huán)境狀況自動調節(jié)色溫，基于ZigBee、NB-IoT等網(wǎng)絡通信技術，運用統(tǒng)一的B/S或手機App的監(jiān)控軟件平臺，通過電腦或手機終端，就可以實時了解路燈的工作狀態(tài)、當?shù)丨h(huán)境質量，實時對路燈遠程控制，從而實現(xiàn)路燈的節(jié)能與網(wǎng)絡化[1]。該文基于現(xiàn)有智能化路燈的技術現(xiàn)狀，展開了新型的智能化路燈設計的研究，可實現(xiàn)多桿合一的應用，為智慧化城市建設提供參考。

1? 智能化路燈通訊網(wǎng)絡的搭建

該產(chǎn)品采用基于單燈節(jié)點控制技術的遠程控制管理系統(tǒng)，其中單燈節(jié)點控制器具備互聯(lián)網(wǎng)通信的功能。當帶有這種控制器的路燈被自由分布到某一片區(qū)域，將自動組建成一種由一點發(fā)散、互相關聯(lián)局域網(wǎng)絡系統(tǒng)。配置其中任意一盞智能路燈充當協(xié)調控制器，負責智能無線網(wǎng)絡的日常功能建立、維持和管理[2]。其他路燈根據(jù)實際路況配置為終端連接設備，通過信道掃描方式加入由協(xié)調控制器建立的無線網(wǎng)絡。

路燈與遠程監(jiān)控中心之間通過GPRS網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)通信。協(xié)調控制器接入GPRS1，充當遠程路燈監(jiān)控中心的PC機接入互聯(lián)網(wǎng)，通過串口接入GPRS2。這樣的配置方式具有移動性，當監(jiān)控中心由于特殊情況需要轉移時，其IP號通過GPRS2發(fā)送前文所述GPRS1告知協(xié)調控制器。初步建立連接關系時，由遠程監(jiān)控控制中心建立一個網(wǎng)絡Socket，并通過GPRS2將當前的IP號以SMS發(fā)送給GPRS1，協(xié)調控制器據(jù)此通過GPRS網(wǎng)絡和Internet連接到監(jiān)控控制中心主機[3]。之后由協(xié)調控制器與監(jiān)控中心管理軟件協(xié)調工作，對所有智能路燈進行監(jiān)控。

2? 智能化路燈系統(tǒng)設計

基于環(huán)境反饋的自動調節(jié)色溫智能化設計，有以下3個方面。

2.1 溫智能化調控單元設計

該產(chǎn)品通過環(huán)境數(shù)據(jù)采集單元采集的數(shù)據(jù)自動對路燈色溫進行調節(jié)，可實現(xiàn)LED色溫由2 800 K的暖黃色到5 500 K的冷白色轉換，并采用單燈管無極調光技術來實現(xiàn)該自動轉換，搭建的色溫調節(jié)電路采用PWM開關調光的方式，不同占空比的PWM信號對應不同色溫，故只要調節(jié)占空比就能實現(xiàn)不同色溫轉換。