智能路灯控制系统解决方案

樊竹辉 李福云 李迪龙 刘嘉宇

摘要 随着我国不断地加大对城市化建设的力度，政府的建设部门也在不断地完善城市中各个公共环节的建设。并且，政府部门希望能够将这些公共基础设施进一步地优化，积极的响应国家呼吁的绿色环保可持续发展理念。在众多的公共基础设施中，城市的照明控制系统是建设绿色的城市的关键性问题。政府部门在进行路灯控制系统设计时，希望其能够将其优化成节约资源的路灯照明系统。但是现阶段的优化方式也并非成熟，所以对于智能路灯的控制系统，还应该加强研究，进一步设计出更加绿色环保、智能化的路灯控制系统。

关键字：智能路灯控制系统；设计；方案

前言

在我国现阶段使用的城市照明控制系统中，相关的控制制度还不完善，因此就会导致现阶段的路灯控制系统出现高消耗的问题。因此本文将提出一款智能的路灯控制系统方案，进一步解决传统路灯照明控制系统中的问题，使得路灯照明系统能将能够更加的节约资源、保护环境、促进城市绿色化的发展。

一、智能路灯控制现阶段面临的难题

在我国各个城市中，基础的公共设施就是路灯照明系统，每当夜晚降临，若是缺少了路灯的照明，将会使得市民出行更加困难。因此可以认为城市中路灯照明系统在夜晚守护着每个城市。但是随着城市绿色化建设项目的不断推进，在城市照明系统当中，也应该进行合理的优化，这样才可土城城市的绿色环保市容市貌。

要想对路灯照明系统进行优化，就需要分析现阶段面临的难题。经过分析，城市照明系统在营造城市宜居环境、为人们提供生活便利的同时，也消耗着大量的电力能源。根据相关的数据统计，在我国总体耗电量当中，用于城市路灯照明就占有1/3的比例，平均下来，每年用于路灯照明的用电量约达到850亿千瓦时。若是需要计算我国一年在市政道路照明上的电费开支，其能够达到552亿元。同时，由于现阶段技术不足的原因，路灯照明还不能很好地根据电网波动、不同时间段的照明需求调节照明的功率。因此就导致在城市中路灯照明，无法对电源进行充分的利用，因此就有大量的电能被浪费。所以在对城市的道路照明控制系统¹进行优化时，还需要进一步进行加强能源的节约。

除此之外，要想进一步响应我国提倡的节能减排国策，也应该对路灯照明系统的设计进行多方面的考虑，使用科学的技术进一步优化照明系统，使照明系统更加的节能环保。但是在现阶段的照明控制系统当中，还存在有以下几点问题：首先，现阶段的路灯控制还是主要在于手动或是时间控制等，因此，若是遇到一些恶劣的天气，或是一些人为因素，都无法对路灯进行及时的开关，因此，在现阶段出现的主要问题就是智能化以及自动化的水平较低。由于市政道路中的路灯开关控制是进行统一控制的，因此将无法远程地修改路灯的开关时间，这样就无法对路灯进行节约能源的优化，也无法根据一些特殊情况对开关灯的时间进行修改。并且在对路灯进行检修时，往往都是使用人工的方式进行检修，由于没有制动的检修系统，这就需要检修人员一根一根底对路灯进行排查工作，要是某一根路灯发生了故障，无法具体的定位出故障，路灯所在的地点，就需要耗费大量的人力，物力及财力进行检修，因此，在现阶段的路灯控制系统中，对于路灯故障预警缺乏主动性，及时性以及可靠性，不能准确地了解到全程路灯的运行情况。

二、智能路灯控制系统的组成

在智能路灯控制系统中，主要使用的是物联网技术，也就是将城市内各个路段的路灯利用无线传感器网络进行连接，从而做到统一的控制，而控制工作可以借助协调器以及移动通信网络来实现。并且在本系统中，主要使用到的设备包含有节点控制器，协调器以及远程终端控制系统，在这些设备中也含有不同的结构设置，例如：远程终端系统当中包含有服务器、移动终端以及PC终端，同时将移动终端与PC终端连接在服务器上，进一步优化远程终端系统的使用性能；除此之外，本系统也将路灯协调器与移动通信网络进行连接，这样就可以有效解决在控制的过程当中网络延迟问题的出现；并且，对于路灯的控制节点是使用射频模块以及相关的协调器进行与终端的连接。这样才可对城市中各个路灯进行统一地的控制。并且每根路灯上都装有控制节点，因此就能够保证指令发出时，控制节点接收到指令，再对路灯的开关或时间调整进行操作。

在本设计中，路灯的控制节点其中涵盖有MCU智能控制平台，而智能的MCU控制平台，其中就有包括对路灯亮度调节传感器模块调节以及电源调节的功能，这样就可以实现对路灯的节能控制。除此之外，路灯的控制节点还可智能地检测自身的工作状况，若是发生了故障，还可对故障的类型进行分析，然后再将相关的数据信息发送给远程终端控制系统当中。

在本系统的传感器模块主要功能就是能够自行地采集路灯在使用过程当中外界的光线强弱、温度等状态数据信息，然后再将数据信息发送到MCU控制平台中，经过MCU控制平台的智能计算，进一步生成相关的亮度调节指令，在将指令转换成信号，发送至路灯亮度调节模块中，这样就可使得路灯根据周边换进进行相关的亮度调节。

三、智能路灯控制系统的特点

在本次设计的智能路灯控制系统中，该控制系统能够根据路灯周围的自然环境、光线强度，对路灯的照明亮度进行调节，也就是可以智能地节约电源；同时，在本系统中，对不同区域的路灯都安装了不同的控制节点产品，因此，除了能够进行统一的控制之外，还可以根据不同的控制节点进行区块的划分，再通过路灯协调器对不同区域内的路灯控制节点进行远程的中心控制，这样就可避免由于统一控制而忽略了不同区域差异的问题；在控制系统中，还使用了物联网技术，能够对不同区域的路灯节点进行控制；并且在本系统中还对每个城市路灯增加了节点故障报警功能，因此，当某个路灯发生故障或是无法稳定运行时，就可通过该功能进行精准的位置定位，方便后续的维修；同时在本产品中增加了报警机制，能够有效地防止路灯中的相关设备被盗窃；对于本系统而言，虽然对不同区域的路灯进行分块的控制，但是还具有远程的总开关控制按钮，因此就对特殊的情况，进行快速的开灯与开关灯操作；在本产品中，其还具有日常自我检修检测的功能，能够根据路灯的照明情况进行日常的自我检测，再将检测结果统一汇总，形成路灯状态总数据表格，方便检修人员进行处理；并且在本产品中还有对突发事件的处理能力，例如当遇到异常天气时，路灯就可以自动地调节自身的状态。

四、结束语

该智能路灯控制系统不仅实现了功能模块化、信息化、系统智能化，还将节能减排量作为系统的重要功能指标，可以实现路灯自适应智能调光，使其变得更为节能，同时还可进行智能控制以及假日智能调节，与路灯故障自动报警等功能，大大方便了城市路灯的日常维护，值得推广。

参考文献

[1]丁正祁.智能路灯控制系统的设计[J].福建电脑,2020,36(06):14-17.

[2]杨金晨. 智能路灯的无线组网与控制[D].西安石油大学,2020.

[3]蒋明强,宗强,宋宇钦,余强国.智能路灯控制系统设计及其应用[J].集成电路应用,2020,37(04):114-115.

[4]智煜.路灯照明智能控制系统探究[J].通讯世界,2020,27(02):185-186.

1 基金项目:辽宁科技大学大学生创新创业计划专项经费资助项目(项目编号: 202010146305）。

作者简介:樊竹辉(1999- )，男，内蒙古自治区丰镇市，本科。

研究方向:物联网