LED智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究

范慶戰(zhàn)

路通建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 山東東營(yíng) 257091

1 LED路燈智能控制的重要性

在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中LED路燈的照明模式不僅在照明方式的選擇上非常靈活，而且可以在各種場(chǎng)合使用。LED路燈的維護(hù)和操作是更方便的，該設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單并且后來(lái)維護(hù)總投資較少。這是在使用過(guò)程中比較穩(wěn)定，不容易受到外部環(huán)境的影響,從而延長(zhǎng)整個(gè)LED路燈的使用壽命。

城市照明得到效地智能控制，其不但滿足城鎮(zhèn)居民對(duì)城市照明的需求也提高了城市照明的節(jié)能，同時(shí)又減少了電力資源的浪費(fèi)。利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)對(duì)城市照明進(jìn)行智能控制，對(duì)進(jìn)行信息、所述數(shù)據(jù)和智能處理。城市照明系統(tǒng)的維護(hù)和管理十分方便，它可以收集城市照明信息，并反饋每個(gè)站的信息傳送到主站，用于統(tǒng)一控制。另外，智能控制放棄了傳統(tǒng)的操作和控制，而是進(jìn)行了遠(yuǎn)程自動(dòng)控制并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了綜合管理和監(jiān)控。同時(shí)，LED路燈智能控制可以實(shí)時(shí)監(jiān)控照明及城市路燈的損壞情況。如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題維護(hù)人員可以第一時(shí)間進(jìn)行維修，這樣維護(hù)檢查人員的工作效率得到了非常大的提高[1]。

2 LED路燈的智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 軟件設(shè)計(jì)方案

LED路燈智能控制系統(tǒng)的軟件部分的設(shè)計(jì)，是基于模塊化的設(shè)計(jì)思想，通常分為兩個(gè)部分：基于ZigBee的控制設(shè)備軟件以及上位機(jī)監(jiān)控軟件。ZigBee節(jié)點(diǎn)主要包括協(xié)調(diào)器和路由節(jié)點(diǎn)，ZigBee的路由節(jié)點(diǎn)主要控制路燈的場(chǎng)地設(shè)備終端，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)是通過(guò)串口與PC機(jī)進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)[2]。

在LED路燈智能控制系統(tǒng)中，ZigBee設(shè)備主要有兩種類型：協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)。協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)的主要工作如下：①初始化協(xié)議棧并設(shè)置參數(shù)；②建立對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)；③維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),分配網(wǎng)絡(luò)地址當(dāng)其他節(jié)點(diǎn)加入和離開網(wǎng)絡(luò)；④對(duì)定期監(jiān)測(cè)的ZigBee節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)采集；⑤通過(guò)監(jiān)測(cè)用于判斷數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸中心，根據(jù)路燈數(shù)學(xué)的狀態(tài)做相應(yīng)的處理。

將LED路燈智能控制終端使用路由節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)采集和無(wú)線傳輸。其主要包括以下具體任務(wù)：①搜索并加入相關(guān)網(wǎng)絡(luò)；②收集來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)；③通過(guò)與相鄰的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，路燈可以提前點(diǎn)亮。④把路燈的工作狀態(tài)定期發(fā)送給協(xié)調(diào)器；⑤從協(xié)調(diào)器中獲取狀態(tài)數(shù)據(jù)，并根據(jù)狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理。

2.2 環(huán)保經(jīng)濟(jì)的供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

實(shí)際上，街道照明是由鋪設(shè)電纜供電的。一盞路燈的用電量很小，但是整個(gè)城市路燈系統(tǒng)的用電量也是很大的。它需要燃燒大量的煤來(lái)發(fā)電，可見(jiàn)，這種路燈系統(tǒng)既不環(huán)保也不經(jīng)濟(jì)。因而在LED智能路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，可以建立一個(gè)環(huán)保經(jīng)濟(jì)的路燈電源系統(tǒng)，并可以安裝微型電池。太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源可用于存儲(chǔ)路燈的電能，這樣可以節(jié)省電纜敷設(shè)和電纜維護(hù)相關(guān)工作，不僅經(jīng)濟(jì)環(huán)保而且具有積極意義。

2.3 智能調(diào)光模板設(shè)計(jì)

智能調(diào)光膜板可以根據(jù)環(huán)境和周圍的具體情況調(diào)節(jié)亮度，這主要是利用光敏傳感器和紅外傳感器來(lái)有效地收集周圍的數(shù)據(jù)?？刂破鞲鶕?jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析，從而判斷路燈是否需要打開以及路燈需要打開的具體程度。光敏傳感器收集陽(yáng)光的強(qiáng)度，主控制器使用它來(lái)確定是白天還是晚上，如果光強(qiáng)度很大，則意味著是白天，這是關(guān)閉路燈的必要條件，如果光強(qiáng)度低，那就是夜晚，這需要打開路燈，晚上打開路燈時(shí)，紅外傳感器將判斷是否有行人或車輛經(jīng)過(guò)路燈，然后調(diào)節(jié)路燈的亮度。當(dāng)車輛和行人經(jīng)過(guò)時(shí)，路燈的亮度可以調(diào)暗，如果周圍沒(méi)有人，可以將亮度保持在較低的狀態(tài)，以滿足城市的正常生活，這樣既能有效滿足城市發(fā)展的需要，又能實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約[3]。

2.4 數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)

在數(shù)據(jù)和智能節(jié)點(diǎn)之間的信息傳輸?shù)倪^(guò)程中，數(shù)據(jù)接口需要被使用，這是實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)交互信道。每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)有6個(gè)接口，這樣可以滿足不同方向的信息交互。雙絞線用于連接的CPN，和數(shù)據(jù)交換與所連接的智能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行。智能節(jié)點(diǎn)通過(guò)DCU接口實(shí)現(xiàn)與設(shè)備的通信，使智能節(jié)點(diǎn)能夠獲取相關(guān)的測(cè)控信息。在系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計(jì)中有大量的硬件設(shè)備，如LED燈具、智能開關(guān)、控制器、傳感器等。這些硬件都是基于標(biāo)準(zhǔn)的信息集，通過(guò)DCU接口與智能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息通信。在此前提下，單節(jié)點(diǎn)可根據(jù)DCU發(fā)送控制命令給相應(yīng)LED燈的照明信息，計(jì)算出某盞LED燈的開關(guān)狀態(tài)或照明設(shè)定值。

2.5 聲光報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

LED智能路燈控制系統(tǒng)的后期維護(hù)也是整個(gè)設(shè)計(jì)方案的重要組成部分。聲光報(bào)警系統(tǒng)專為后期維護(hù)和檢修而設(shè)計(jì)。聲光報(bào)警裝置采用光敏傳感器，可以有效檢測(cè)LED路燈的照明工作狀況，并判斷其開，關(guān)狀態(tài)。光敏傳感器由發(fā)光二極管及蜂鳴器組成，當(dāng)LED路燈出現(xiàn)故障的時(shí)候，蜂鳴器會(huì)報(bào)警并同時(shí)使LED亮起，以便及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)故障，并進(jìn)行報(bào)警。只有這樣，LED智能路燈才能正常工作，控制系統(tǒng)有效運(yùn)行。

3 結(jié)語(yǔ)

信息技術(shù)已經(jīng)突破了傳統(tǒng)的限制打破，逐漸蔓延到許多領(lǐng)域，如智能城市和智能交通。LED系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的連接，實(shí)現(xiàn)了人們追求環(huán)保，健康，綠色的生活方式，以及信息的共享和智能控制。