智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

2 智能控制型路燈實(shí)現(xiàn)基本功能
2．1 遠(yuǎn)程遙控功能
采用智能控制系統(tǒng)的路燈開關(guān)、亮度調(diào)節(jié)、時(shí)間控制等方式都能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控，達(dá)到時(shí)控模式、光控模式、壓控模式、聲控模式、旁路模式的目的。下載開關(guān)燈時(shí)間表到分站控制器，根據(jù)經(jīng)緯度、季節(jié)、節(jié)假日及不同的天氣情況進(jìn)行的“時(shí)控”，可實(shí)現(xiàn)路燈全夜燈和半夜燈自動(dòng)定時(shí)控制，管理人員可針對具體的情況對某一個(gè)或多個(gè)終端隨時(shí)進(jìn)行開關(guān)控制(分組、分區(qū)、全市開關(guān)等方式)；還可根據(jù)季節(jié)和天氣的變化進(jìn)行的“光控”和“壓控”，通過分站集中控制器調(diào)節(jié)特殊天氣和時(shí)段條件下的電壓，從而實(shí)現(xiàn)路燈的光照強(qiáng)度的改變，達(dá)到“光控”的目的，這樣不僅節(jié)約電能，而且也保護(hù)了路燈，延長了它們的使用壽命；還可根據(jù)路燈上的傳感器感應(yīng)公路上行車和行人的聲音、速度，將這些信息反饋給分站控制中心，由分站智能控制器決定是否打開燈，以及打開燈的數(shù)量和光照強(qiáng)度。上述設(shè)計(jì)遙控模式，可根據(jù)具體情況酌情考慮選用。
2．2 遙測、遙信功能
通過分站集中控制器對區(qū)域內(nèi)路燈數(shù)據(jù)(如實(shí)時(shí)電壓、電流、接觸器狀態(tài)、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、用電量等)的檢測和采集，再由無線或有限通訊手段，將數(shù)據(jù)反饋給主站控制中心，進(jìn)而分析各區(qū)域內(nèi)每盞路燈的工作情況，了解它們的實(shí)際使用功率，開關(guān)次數(shù)、關(guān)照強(qiáng)度、亮燈率、節(jié)約電能資源等方面。
2．3 遙監(jiān)、遙視功能
對于現(xiàn)場檢測的數(shù)據(jù)和信息，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給控制中心，可由控制中心的電腦LCD進(jìn)行圖文顯示，如配上GIS和GPS的相關(guān)硬件和軟件，則可對這些數(shù)據(jù)和信息，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和管理，真正意義上體現(xiàn)出管理無人化、系統(tǒng)服務(wù)高效化、反應(yīng)維護(hù)快速化的特點(diǎn)。
2．4 自動(dòng)檢測、反饋、報(bào)警功能
通過中心控制主站對分站集中控制器的命令，集中控制中心對區(qū)域內(nèi)各路燈進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和巡查，如果發(fā)現(xiàn)異常情況，如在不該亮燈和熄燈的時(shí)候發(fā)生“時(shí)控”失靈故障、電流和電壓超過高低限造成“光控”失靈、還有導(dǎo)致電燈無法正常工作的其他設(shè)備和控制器故障等，就將這些數(shù)據(jù)通過通訊手段反饋給中心控制主站，主站通過聲音報(bào)警來引起注意，如有GIS地理信息系統(tǒng)，則能迅速顯示出故障點(diǎn)區(qū)域信息，再由中心職務(wù)人員或電腦、網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)聯(lián)系相關(guān)維修人員，這樣不僅大大提高檢測、巡查工作的效率，減少了人員工作強(qiáng)度，而且提高了整個(gè)路燈系統(tǒng)的反應(yīng)機(jī)制和處理突發(fā)事件的能力。
2．5 統(tǒng)計(jì)、查詢和打印功能
智能控制系統(tǒng)中心能對采集反饋的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)和分類，以表格、曲線、直方圖等顯示出來，可根據(jù)年、月、日統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，同時(shí)可通過本文打印出來作分析和研究。還可配上相關(guān)管理軟件，對實(shí)測數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行管理和分類，以便更加直觀地了解整體路燈運(yùn)行情況，如每月故障類別分類統(tǒng)計(jì)，某區(qū)域內(nèi)路燈開關(guān)、持續(xù)工作時(shí)間、亮燈率情況，電源點(diǎn)電量統(tǒng)計(jì)，電源過負(fù)荷故障分析情況，“時(shí)控和光控”條件下的電量節(jié)約情況等。
2．6 其他功能
可根據(jù)需要，進(jìn)行衛(wèi)星校時(shí)、信息存儲(chǔ)管理、終端設(shè)置管理等功能。

3 基于通訊網(wǎng)絡(luò)的智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
無論是何種智能路燈控制系統(tǒng)，都需要進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測和管理，這必然需要通訊網(wǎng)絡(luò)，而通訊方式有很多種，如采用電信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、Internet、或其他網(wǎng)絡(luò)等。其中屬Internel．功能最強(qiáng)大、速度和效率最快，它可以通過各地域的分控制器或控制柜，嵌人計(jì)算機(jī)模塊，實(shí)現(xiàn)它們的TCP／IP協(xié)議，從而能夠使得分控制器能夠接受主控制中心的遠(yuǎn)程命令和管理，同時(shí)它也能根據(jù)需要就信息數(shù)據(jù)給予中心及時(shí)的反饋，這種方式是值得提倡和推廣的?，F(xiàn)介紹幾種其他通訊方式的應(yīng)用。
3．1 基于GSM／GPRS的智能路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
智能控制型路燈的遠(yuǎn)程通訊方法很多，采用電信系統(tǒng)中的GSM(Global System for Mobile Communieation，全球移動(dòng)通信系統(tǒng))或GPRS(General Packet RadioService，通用分組無線業(yè)務(wù))網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)智能控制路燈的遠(yuǎn)程管理和監(jiān)控，利用GSM的成本低、頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大、保密性好、抗干擾能力強(qiáng)、自動(dòng)漫游等優(yōu)點(diǎn)，直接把要發(fā)的信息加上目的地址發(fā)送即可；而GPRS是在GSM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上利用分組交換技術(shù)建立的，它在兼容GSM的同時(shí)能在網(wǎng)絡(luò)上傳輸高速數(shù)據(jù)，利用GPRS的資源利用率高、傳輸速度快、接入時(shí)間短、隨時(shí)在線訪問查詢、支持TCP／IP協(xié)議等優(yōu)點(diǎn)，故GPRS網(wǎng)絡(luò)特別適合于頻發(fā)小數(shù)據(jù)量的實(shí)時(shí)傳輸，這正好符合智能控制路燈的遙控設(shè)計(jì)思路。
路燈智能監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)分布式、集散型、網(wǎng)絡(luò)化、全開放的監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控中心對整體路燈系統(tǒng)控制，向分控點(diǎn)發(fā)出命令，對分控點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)、電流、電壓、電量等參數(shù)進(jìn)行采集，并將信息反饋給監(jiān)控中心，供顯示屏顯示、打印機(jī)打印及管理人員分析處理，同時(shí)對分站內(nèi)路燈進(jìn)行開／關(guān)控制，如圖2所示。

隨著計(jì)算機(jī)嵌入式技術(shù)的發(fā)展，通常可以利用GSM和GPRS的技術(shù)模塊嵌入到現(xiàn)場單片機(jī)控制器中，從而實(shí)現(xiàn)無線遠(yuǎn)程路燈的智能監(jiān)控和管理，為交通運(yùn)輸工程提供高速、在線、透明的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，如圖3所示。