基于LED冷光源的智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：LED冷光源作為一種節(jié)能、環(huán)保的新型綠色光源，是未來城市道路照明的發(fā)展方向。設(shè)計(jì)一種基于LED冷光源道路照明的智能路燈控制系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)路燈的智能化設(shè)計(jì)，而且更可以提高能源的利用率。
關(guān)鍵詞：LED；路燈；節(jié)能；控制系統(tǒng)

0 引言
當(dāng)前巨大的能源消耗和由此引起的能源短缺、價(jià)格上漲等已使得節(jié)約能源成為一項(xiàng)十分迫切的任務(wù)。國家“十一五計(jì)劃”提出“要把節(jié)約資源作為基本國策”，首次提出十一五期間單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗降低20％左右的目標(biāo)。原建設(shè)部在《“十一五”城市綠色照明工程規(guī)劃綱要》中明確提出，2006～2010年累計(jì)節(jié)電要達(dá)到25％。
LED冷光源作為一種新型的綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長等特點(diǎn)，是未來照明的發(fā)展趨勢。2009年初，中國科技部推出“十城萬盞”半導(dǎo)體照明應(yīng)用示范城市方案，該計(jì)劃涵蓋北京、上海、深圳、武漢等21個(gè)國內(nèi)發(fā)達(dá)城市。這一計(jì)劃的實(shí)施將有效引導(dǎo)我國半導(dǎo)體照
明應(yīng)用的健康快速發(fā)展。
本課題正是基于LED冷光源道路照明而設(shè)計(jì)的智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)，從而有效解決現(xiàn)有的道路照明管理系統(tǒng)普遍存在著難以反饋路燈狀態(tài)信息、沒有適時(shí)開關(guān)燈、基本沒有節(jié)電效果等問題。

1 LED技術(shù)概述
LED(Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED光源具有高節(jié)能、利環(huán)保、壽命長、體積小、多變幻適用性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、響應(yīng)時(shí)間短等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)
域。雖然價(jià)格較現(xiàn)有照明器材昂貴，仍被認(rèn)為它是其理想的替代品。
在節(jié)能方面，LED具有直流驅(qū)動(dòng)，超低功耗(單管0．1 w)等特點(diǎn)，相比傳統(tǒng)光源，LED光源接近點(diǎn)光源，單相發(fā)光，好配光，光效利用率高。就平均照度來講，一盞50 W的LED燈亮度可與100 W的高壓鈉燈相當(dāng)，如果就點(diǎn)照度來講，那要更高。相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能50％以上(以實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)品為例)。LED光源為固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)也沒有松動(dòng)的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積等缺點(diǎn)。當(dāng)光通量衰減到70％時(shí)，其壽命達(dá)到了50 000 h，高壓鈉燈的壽命是10 000～20 000 h。而它的環(huán)保效益更佳，發(fā)光顏色純正，不含有紫外和紅外的輻射，而且不含汞元素，沒有污染，廢棄物可方便回收。冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。

2 路燈節(jié)能控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
考慮到造價(jià)、監(jiān)測范圍、控制點(diǎn)設(shè)置、擴(kuò)容方便等要求，在本次設(shè)計(jì)中采用無線通信與電力載波通信相結(jié)合的方案。
具體的方案如下：整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控終端、集中控制器、路燈控制器和路燈組成。本系統(tǒng)的上位機(jī)即監(jiān)控終端放在城市路燈管理部門，以單個(gè)配電變壓器為范圍安裝集中控制器，在每盞路燈上安裝路燈控制器方便實(shí)現(xiàn)單燈控制。在主控制室與集中控制器之間采用GPRS通信，GPRS通信方式容易實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸、長時(shí)間在線，并且可獲得按流量收費(fèi)的低資費(fèi)方式，硬件投資少，對地域要求相對也較低。在集中控制器與路燈控制器之間則采用電力線載波通信技術(shù)，采用電力載波技術(shù)的最大的好處就是不需要再鋪設(shè)通信電纜就可容易地實(shí)現(xiàn)對每盞燈的檢測，減少了通道建設(shè)的費(fèi)用。整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。