分析城市路灯智慧照明系统的设计与实现

分析城市路灯智慧照明系统的设计与实现

摘要：随着智慧城市建设理念的应用，城市路灯工程也向着节约化，智能化的

方向发展，智慧照明系统的应用成为城市路灯照明系统的核心所在。

关键词：城市路灯；智慧照明系统；设计

引言

城市路灯智慧照明系统是现今世界城市建设及发展的重要体现。智能网络控

制技术对于城市路灯智慧照明系统构建意义重大，现代化城市智能路灯照明系统

将在未来城市建设发展中的发挥重要作用。

1智慧照明控制系统的特征分析

所谓智慧照明控制系统，主要指的是采用先进的电磁调压和电子感应技术，

以公共照明控制系统为智能控制平台，对各项供电设备进行全面监控和跟踪，保

证系统电路电压、电流幅度得到可靠调节，保证照明电路当中的不平衡负荷得到

科学改善，提升系统的运行功率，使得照明灯具与线路运行温度不断下降，真正

实现优化供电的目的。

智慧照明控制系统具有以下特征：（1）系统具有较强的控制灵活性，能够保证回路调光和开关得到高效控制。（2）具备较强的场景控制功能，通过提前设

置不同的场景，在场景切换的过程当中，可以实现淡出与淡入。（3）该系统能

够接入不同的传感器，这些传感器能够实现灯光的自动化控制。例如，通过介入

移动传感器，对人体红外线进行全面检测，保证照明灯光得到高效控制。（4）

在一些特殊场合，可以根据人员的流动情况，系统自动调节照明亮度。（5）可

以实现系统联网，采用以上先进的控制手段，对整体的照明控制系统进行高效控制，保证楼宇智能控制系统更为完善。

2城市路灯智慧照明系统各系统组成及运用

2.1主控系统的组成部分

主控系统顾名思义就是能够整体控制智能化系统的工作部分。一般情况下主

控系统可以在单个计算机或者多个计算机和投影仪中根据智能路灯的工作情况进

行控制。但是一般情况下，主控系统的计算机不能同时工作，比如有两台计算机，一台计算机在工作状态时，另一台计算机只能处于等候状态。如果两台计算机要

进行传输数据，那么可以采用电隔离的方式进行传输数据。如果处于工作的这台

计算机工作中途短路或者出现故障，那么处于等候状态的另外一台计算机就会进

行接替工作状态中。只有通过这种一台计算机工作另外一台计算机待命的状态进

行工作，才能保证路灯智能监管系统工作的正常运行。

2.2数据传输装置的运用

根据智能化路灯系统的数据传输方式，它一般情况下分为两种传输模式，北

斗与 GPS。全球定位系统（Global Positioning System，通常简称 GPS），又称全球

卫星定位系统，是美国国防部研制和维护的中距离圆型轨道卫星导航系统。它可

以为地球表面绝大部分地区（98%）提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。建设和使用中国自主的北斗卫星导航系统可以避免我国基准及卫星应用长期受制

于国外卫星导航系统所带来的安全隐患；同时北斗卫星导航系统具有独特的通信

功能，结合定位功能可以提供比 GPS 系统更多的服务。最大限度提升 GPS 接收机

的自动化和智能化程度，提升工作效率。

2.3分析及运用功能模块

当考虑到本地控制系统时，就必须要考虑到三相电，在城市社区不同的路段，智能化系统路灯的分布及其运用一定要结合不同的工作模式。需要在控制系统中

添加固定的触发模式。现在所存在的触发器其实就是通过组合的工作模式实现控

制工作，根据这种触发器组合的工作模式，我们可以得知触发器越多，实现的照

明目标就越多，但是这种工作模式的成本较高，因为添加了许多接触器工作，所

以在一定程度上会增加成本。

3城市路灯智慧照明系统设计

3.1远程通信网络设计

城市路灯智慧照明系统实现的最为核心基础为远程通信网络构建，只有实现

其远程通信网络才能对城市路灯进行智能化控制。首先，本文对远程通信网络设

计主要基于3G、4G技术及以太网通信技术。在3G、4G技术的移动通信模块进

行数据传输方面主要通过以太网技术模块，以TCP/IP通信协议方式进行完成。远

程智能数据管理中心对其传输过来的数据进行分类存储；同理远程智能数据管理

中心以同样方式将其控制数据与指令传输到3G、4G技术移动通信模块，该模块

将其相关数据与执行指令传输到设定后的每个路灯目标之内，其传输渠道主要通

过无线局域网完成；手机监测软件也是通过3G、4G技术及以太网通信模块将相

关数据传输到远程智能数据控制中心，远程智能数据管理中心会对其进行针对性

处理存储。

3.2遥测功能设计

调度端既可以按设定的时刻进行自动巡检，也可以进行人工手动巡检和选测

各回路的电压、电流、功率、电量。系统能够对电流、电压、功率、电耗量、接

触器状态、短路、开路等数据自动检测，并将检测结果发回监控中心，遥测数据

包括：（1）总回路电流、电压、功率、电量；（2）各回路电流、功率、电量；（3）空气开关状态。系统可以在单位时间内任意设定遥测次数、遥测终端数据。系统可以随机选择整个城市及任意一个终端的工作状态和参数，系统的显示方式

能以列表、城市地理信息（GIS）或图形化界面等直观显示。

3.3照明管理模块设计

该模块可实现淮安市城市照明管理处管养范围内的照明自动化控制和单灯控

制的远程管控，同时还强化公共照明的监管。（1）可将我处所属设施设备包括

路灯控制箱、单灯、窨井、摄像头、车辆等，纳入统一管理控制；（2）根据淮

安地区经纬度自动生成当地标准开关灯时间，同时以光控为辅助，修正其因天气

原因造成的偏差，实现合理的自动开关灯；（3）监控各控制柜所辖路段或单盏

路灯工作状态，同时采集总路和各回路及单盏路灯工作状态，如电压、电流、功

率因素等参数；（4）可配置自动巡检参数，实行数据监测，并将监测数据回传

至控制中心；（5）当发生供电线路停电、开关跳闸或保险熔断、灯杆带电故障

等异常现象时会主动报警；（6）可根据实际需要对控制箱内的监控终端及单灯

的参数的远程调节，设计路灯组态及亮灯模式，如单盏亮灯、隔一亮一等模式，

做到有效的节能；（7）具有自主开关灯的功能，当监控终端、单灯控制器、控

制中心通信中断时，能自主独立运行，按内存周计划、月计划设定时间自主开关灯；（8）在根据控制中心发送的节能调光命令，对LED路灯可调电源进行调节，降低灯具功率实现节能；（9）系统根据故障自动生成工单并下发到制定维修部门、人员。

4智慧照明系统的发展方向

目前的智慧照明系统是基于城市照明专业部门内部管理和信息处理的一个最