城市智慧照明控制系统的设计与应用

　　摘要：基于在城市建设过程中，智能化道路交通照明管理系统作为未来城市智慧照明的一大主流方向。阐述城市智慧照明控制系统的设计与应用，包括远程遥控、遥测遥信、警报统计、通信需求。

　　本文源自集成电路应用,2020,37(11):72-73.《集成电路应用》杂志1984年创刊，是国家新闻出版总署批准，中国电子信息产业集团有限公司主管，上海贝岭股份有限公司主办，上海市集成电路行业协会、深圳市半导体行业协会协办的电子电工、电力、半导体材料、集成电路等领域的综合性学术期刊。现为上海市集成电路行业协会会刊，属国家一级刊物。是集学术性、应用性极强的集成电路产业权威中文杂志。

　　随着我国城市建设的飞速发展，智慧城市的规划方针已经十分明确，智慧城市的建设已有条不紊地进行。而在智慧城市建设过程中，城市的照明控制系统作为其中最为重要的一项组成部分，对于城市的智慧化、智能化建设具有重要的影响作用。随着我国社会经济的发展，人们对于城市的照明设施建设的关注度也在不断提升。特别是在近几年，政府对于城市照明设施的建设投入了巨大的资金，通过建设现代化的城市照明系统，能够有效改善城市环境，提升城市的面貌。而在此背景下，我国城市道路交通照明控制系统取得了很大的进步。但也存在着一些问题仍未得到有效的解决。特别是在城市照明系统的管理以及控制方面，存在着很大的不足。在一些中小型城市，主要采取时控法，对城市的照明系统进行控制，但控制的效果不佳，并未体现出城市建设的智能化特征。这些落后的照明系统建设不便于对其进行管理，而且还会造成能源的浪费。对此，本文主要研究城市智慧照明控制系统的设计以及运用，仅供参考。

　　1、城市智慧照明系统的功能设计

　　1.1远程遥控功能

　　智慧城市的建设，对于城市照明系统的智能化要求极高[1]。为了能够充分体现出城市智慧照明系统所具备的智能化特征，针对系统的灯路开关、时间控制、亮度调节都应该采取远程遥控的方式，对其进行统一的管理。通过设计远程遥控功能，能够有效地达到实时控制、智能控制的目的。在具体设计过程中，可以将开关灯的时间进行录入，保存在系统的数据库中，而后根据不同的季节、天气、假日等情况进行分类，从而实现智慧照明的“实时控制”。相关管理人员只需要在终端进行遥控，就能够对城市全部的照明系统进行总控。与此同时，通过设计“光控”功能的智慧照明系统，系统能够自动化的根据气候、季节、日照等诸多因素，对城市照明设备进行智能化调节。同时，可以对照明设备的亮度进行调控，从而实现智能化调控。在实际设计过程中，通过分站集中控制器调节特殊天气和时段条件下的功率，可以对城市照明系统的光照度进行控制，这样不需要人为地对其进行操作，就能够实现光控的目的。此种设计方式具有节能环保的一大优势，同时还能够延长城市照明设备的使用寿命，保护城市照明设备能够正常使用。与此同时，还可以将视觉感应技术融入其中，通过在城市照明系统中加装传感器，就能够根据路面的通行情况，合理的对城市照明设备进行控制，同样具有良好的环保效益。

　　1.2遥测、遥信功能

　　此种功能的实现，主要通过系统内部的控制器对某一区域内的城市照明设备的实际情况进行检测，并且借助载波通信技术，将所搜集到的城市照明设备运行情况进行反馈，将这些数据信息传输到远程控制终端，对城市各个区域的照明设备的运行情况进行分析。从而能够有效地了解城市区域照明的具体情况，并且更加统一的对其进行管理，了解这些设备的使用功率，包括开关次数、照明强度、亮灯率等数据信息，都能够得到良好的管控，最终可以达到节约电能资源的目的。

　　1.3警报、统计功能

　　城市智慧照明控制系统的警报功能设计尤为重要。通过设置城市照明系统的自动检测、反馈、报警功能，能够对区域照明设备的运行状况进行实时的控制。并且在正常照明过程中，一旦某一区域的照明设备出现了故障问题，系统能够在第一时间上报，并且发出警示，提示相关人员对其进行故障排查与维修，具有良好的应用效果。通过远程控制管理中心对各个区域的照明设备运行情况进行调查，并且在终端发送控制命令，就能够实现对城市内各个区域的路灯的运行情况进行实时的巡查监控。一旦发现异常情况，可以借助定位手段，第一时间查询到故障产生的区域，对照明设备的异常情况进行检修。在这一过程中，通过警报功能，远程控制管理中心能够得到相关的警报指示，迅速找出故障点所在的城市区域，下达到相关的维修人员对其进行维修。通过设计警报功能，能够最大限度减少工作人员的工作强度，同时还能够有效提高检测、巡查工作的效率，提升整体照明设备突发事件的处理能力。通过设计统计功能，能够对照明设备的运行情况以及运行过程中产生的数据信息进行统计处理。智能化控制管理系统可以实现数据信息的采集、存储、分析、统计等功能，并且以数据图的形式得以呈现。通过将这些数据进行统计整理，可以编制相关的年、月、日报表，便于后续的分析和研究。在此同时，通过搭配相应的管理软件，还可以进一步强化对城市智慧照明系统的管理，实现数据的实时测量以及分类管理，更为一目了然的了解照明设备的整体运行状况。还可以对故障进行分类统计，更好的对其进行管理。图1为智能化管理控制道路照明系统。

　　图1智能化管理控制道路照明系统

　　2、城市智慧照明控制系统的应用

　　2.1通信系统的需求

　　目前，我国大部分的城市照明设备的控制系统主要采取有线网络布局对其进行总体控制[2,3]。此种控制方法不仅在技术上存在一定的复杂性，并且灵活性不高，而且在实际应用过程中，普遍存在能源利用率较低的能源浪费问题。

　　随着近几年PLC技术以及GPRS技术的发展，通过将这两项技术引进到城市智慧照明控制系统的应用过程中，能够有效提升城市智慧照明控制系统的应用效果，提升了城市路灯控制的智能化。而且，通过将串口通信模式应用到城市智慧照明控制系统的建设中，不仅简化了技术，而且更加灵活。在实际应用中，不需要对一些维护、布线等问题进行考虑，借助新型的功率控制器、传感器，可以实现对城市照明设备的远距离操控。

　　总体来说，GPRS网络通信系统的应用，在城市照明设备的控制领域中具有诸多实际作用。(1)无线系统的操控与管理更具智能化，相较于传统的有线系统，无线系统的操作与管理都更加简便容易。(2)无线系统还具有一个无可比拟的优势，那就是不需要受到环境因素的限制，在管理上跨越了空间的阻碍。(3)无线通信系统的应用能够更加集中对城市各个区域的照明设备进行管控，系统的利用率更高，使用的范围也更广。由于不需要进行重复建设，能够极大地减少资金成本的投入。

　　2.2城市智慧照明控制系统的展望

　　无线通信系统在建设过程中，需要对其进行参数设置以及修改，就能够实现整套系统的移植，在技术上具有可行性。随着5G时代的来临，将无线通信系统植入到城市智慧照明控制系统中，等待5G技术正式发展成熟之后，系统也可以进行进一步的升级，对城市智慧照明控制系统的管理更加简便、高效，并且具有良好的通用性，不仅可以应用到城市智慧照明领域中，还可以应用到车辆收费站、路灯监控等多个领域中，都具有良好的应用前景。

　　3、结语

　　随着我国智慧城市的建设步伐不断加快，人们开始关注城市的照明系统的整体建设。在此背景下，相关管理者必须充分认识到城市照明系统建设的重要性，并且积极探索城市智慧照明控制系统的建设，将现代化的技术手段引入其中，全方面提升城市照明系统建设的智能化、高效化，对于城市发展起到积极的影响作用，具有良好的推行价值。

　　参考文献：

　　[1]穆建江.城市智能照明控制系统发展及实施方案[J].中国战略新兴产业,2018(32):7-11+13.

　　[2]樊月波.智能互联系统在城市道路照明管理中的应用[J].电子技术,2020,49(01):102-104.

　　[3]林家铸,陈惠静.基于ZigBee的校园路灯智能照明系统[J].电子技术,2016,45(04):18-20.