第一篇：聲光同時控制的路燈照明電路的研制(文獻綜述)

聲光同時控制的路燈照明電路的研制文獻綜述

作者：鐘文俊 指導老師：尹建平

摘要：傳統(tǒng)的一開一關(guān)的控制方式，制約了現(xiàn)代人快節(jié)奏的生活方式。隨著科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對家庭的照明系統(tǒng)提出了新的要求，除了要控制照明光源的發(fā)光時間、亮度，還要與家居子系統(tǒng)配合。一個優(yōu)秀的智能照明系統(tǒng)可以提升家庭環(huán)境的品質(zhì)，確保家庭生活的舒適和健康。所以，網(wǎng)絡開關(guān)代替?zhèn)鹘y(tǒng)開關(guān)，智能照明系統(tǒng)代##統(tǒng)照明系統(tǒng)，是家居智能化過程中的必然一步。

關(guān)鍵詞：燈光控制 智能

隨著計算機科學技術(shù)的發(fā)展,在智能建筑的方面的應用也越來越廣泛。目前，效率低、能耗高是國內(nèi)大多數(shù)智能建筑的不合理的地方。就智能建筑中燈光控制系統(tǒng)的應用仍然存在一些問題,比如燈是從早到晚開著的,不管這些房間或樓道是否有人，即使光線己經(jīng)足夠亮?；蛘?，當照度很高時，燈不能及時關(guān)閉；反之，當自然光照度難以滿足人的需求時，又不能及時打開燈光。這種照明方式,造成大量能源的浪費，還不能滿足人對照明的基本需求。現(xiàn)代照明系統(tǒng)主要解決能源的盡可能節(jié)省和方便使用辦法。以及滿足人類工程學的個性方面的要求。特別是近年來大廈內(nèi)利用計算機工作的人員比例上升，不同視覺要求的工作的數(shù)量和復雜程度大大增加。所以，要做到合理、經(jīng)濟、節(jié)能,首先應采用先進成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，如電光源、燈具、照明控制設備等，另外，還要選擇合適的照明方式和照明控制系統(tǒng)。因此，適應不同個人和工作需要，結(jié)合自動調(diào)節(jié)與手動調(diào)節(jié)的智能化照明系統(tǒng)已經(jīng)成為必不可少了。

一、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

當今的燈光藝術(shù)己經(jīng)成為了一門走在時代前沿的時尚藝術(shù)。燈具的種類也由以前構(gòu)造簡單、功能有限的白熾燈、熒光燈、聚光燈等發(fā)展為今天的鏡片反射式電腦燈、搖頭式電腦燈、變色燈、電腦追光燈激光燈等構(gòu)造復雜、精密，功能豐富多樣的現(xiàn)代燈具。像我們經(jīng)常在電視節(jié)目上看到的舞臺燈光、城巿景觀燈、舞廳的各種閃光燈、街道上的霓虹燈等，其藝術(shù)性和表現(xiàn)力都產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。在基本光滿足必要的照度和色調(diào)的基礎上，根據(jù)場景氣氛的需要可以自由地組合出千姿百態(tài)、絢麗多彩、變幻無窮的燈光景觀。實現(xiàn)了藝術(shù)上的創(chuàng)新與突破，不斷創(chuàng)造出令人驚嘆、叫絕的視覺藝術(shù)效果，給人們帶來了美的享受和心靈上的震撼。就連我們最常見的樓道燈也一改過去那種人不開不亮，不關(guān)不滅的形象。在我們生活的小區(qū)和工作的辦公樓等地，每到晚上我們上下樓梯時，只要我們用手輕輕一摸開關(guān)上的按鈕，燈就亮人走后沒一會燈又自動熄滅?；蚴翘旌谧哌^樓梯通道時，當有腳步聲或其它聲音時，樓道燈會自動點亮，提供照明。當人們進入房內(nèi)或離開樓梯，樓道燈延時幾分鐘后會自動熄滅。在白天，即使有聲音樓道燈也不會亮。之所以出現(xiàn)這種效果，要歸功于現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展其中很重要的一點，就是現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新。它主要是利用一些電子元件，應用數(shù)字電子技術(shù)的邏輯器件設計電路進行控制。像舞臺上的燈光就是運用現(xiàn)代數(shù)字電子技術(shù)，按照場景的需要通過電腦程序進行控制，像樓道的燈就是通過安裝一些電子開關(guān)進行控制?，F(xiàn)在國家正在大力提倡節(jié)能減排，雖然關(guān)燈在有些人看來是件小事，也省不了多少電，但如果全國所有公共場所及家庭都使用新型節(jié)能開關(guān)，這樣既避免了人們在黑暗中摸索開關(guān)的不便，又可以避免人們忘記關(guān)燈而造成浪費。聚少成多，那也將是個驚人的數(shù)字，也一樣能達到很好的節(jié)能目的。

電子開關(guān)的種類很多，有觸摸式延時開關(guān)、聲光控延時開關(guān)、紅外線感應開關(guān)等。前而講的樓道燈就是安裝了觸摸式延時開關(guān)和聲光控延時開關(guān)這兩種新型的電子開關(guān)工作原理。

觸摸式延時開關(guān)的工作原理其實很簡單。它就是由電源電路、晶閘管、可控硅、開關(guān)電路、延時電路等幾部分組成一個自動開關(guān)控制電路。平時，整個電路處于斷幵狀態(tài)，燈不亮。當人手觸摸一下電極，開關(guān)外殼上的金屬片時，人體泄漏電流形成回路，產(chǎn)生一個觸發(fā)電壓，使得電路中的觸發(fā)器發(fā)生變化，開關(guān)開通，燈亮，同時給延時電路中的電容充電。人手拿開后，電路失去觸發(fā)電壓，開關(guān)斷開，此時電容向外放電，即延時電路發(fā)生作用，延長一段時間后，即電容電量放盡，燈滅。若要延長或縮短延時時間，可以增大或減小電容數(shù)值來實現(xiàn)聲光控延時開關(guān)。

聲光控延時開關(guān)，顧名思義，就是利用聲音和光來控制開關(guān)的開啟，若干分鐘后延時開關(guān)“自動關(guān)閉”。這種開關(guān)在電路中增加了一些與門電路、話筒和光敏電阻，由光控電路、聲控電路和延時電路三大部分構(gòu)成。簡單地說，就是利用話筒接收聲音信號（腳步聲、掌聲等）并轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)過耦合、放大等處理后，變?yōu)殡娮娱_關(guān)的開關(guān)動作。白天光線較強時，光敏電阻阻值很小，兩端電壓幾乎為零，整個電路不具備光控條件，電子開關(guān)呈斷開狀態(tài)。此時，即使有再大的聲響，燈也不會亮。夜晚光線較弱時，光敏電阻阻值很大，兩端電壓高，光控電路呈導通狀態(tài)，當有外界聲音信號時，經(jīng)過聲控電路的處理，電子開關(guān)閉合，燈亮。然后通過延時電路的作用，持續(xù)一段時間后，開關(guān)斷開，燈滅。從聲光控幵關(guān)的結(jié)構(gòu)上分析，開關(guān)面板表面裝有光敏二級管，內(nèi)部裝有柱極體話筒（或其它樣式的放射、而光敏二極管的敏感效應，只有在黑暗時才起到作用。也就說當夭色變暗到一定程度，光敏二級管感應后會在電子線路板上產(chǎn)生一個脈沖電流，使光敏二級管一路電路處在關(guān)閉狀態(tài)，這時在樓梯口等處只要有響聲出現(xiàn)，柱極體話筒就會同樣產(chǎn)生脈沖電流，這時聲光控制開關(guān)電路就連通起作用。

紅外線感應開關(guān)的主要器件為人體熱釋電紅外傳感器。在被動紅外探測器中有兩個關(guān)鍵性的元件，一個是熱釋電紅外傳感器(PIR)，它能將波長為8-12皿之間的紅外信號變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并能對自然界中的白光信號具有抑制作用，因此在被動紅外探測器的警戒區(qū)內(nèi)，當無人體移動時，熱釋電紅外感應器感應到的只是背景溫度，當人體進入警戒區(qū)，通過菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應器感應到的是人體溫度與背景溫度的差異信號，因此，紅外探測器的紅外探測的基本概念就是感應移動物體與背景物體的溫度的差異。另外一個器件就是菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡有兩種形式，即折射式和反射式。菲涅爾透鏡作用有兩個:一是聚焦作用，即將熱釋的紅外信號折射〈反射）在PIR上，第二個作用是將警戒區(qū)內(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進入警戒區(qū)的移動物體能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號，這樣PIR就能產(chǎn)生變化的電信號。人體都有恒定的體溫，一般在37度，所以會發(fā)出特定波長10微米左右的紅外線，被動式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的10微米左右的紅外線而進行工作的。人體發(fā)射的10微米左右的紅外線通過菲泥爾濾光片增強后聚集到紅外感應源上。紅外感應源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能觸發(fā)開關(guān)動作^。當有人進入開關(guān)感應范圍時，專用傳感器探測到人體紅外光譜的變化，開關(guān)向動接通負載，人不離開感應范圍，開關(guān)將持續(xù)接通；人離開后或在感應區(qū)域內(nèi)無動作，開關(guān)延時（時間可調(diào)皿65-120秒）白動關(guān)閉負載。

二、總結(jié)與展望

發(fā)展趨勢：

（1）品牌集成將是智能照明的發(fā)展趨勢

品牌集成將是智能照明的發(fā)展趨勢。將不同品牌的產(chǎn)品集中到一個平臺上的最大好處，就是可以將各品牌的最好產(chǎn)品集中到一個項目中來，從而完善家居的智能化。事實上，市場上照明產(chǎn)品種類繁多，如果要求所有的設備都是同一廠家的產(chǎn)品，或一個系統(tǒng)只能用同一個廠家的所有產(chǎn)品配套，也是不現(xiàn)實的。而且，客戶在性能和價格上也缺乏自主權(quán)一要么全盤接受，要么只能全部放棄。統(tǒng)一的控制平臺則能很好地兼顧各方利益，客戶可以選擇任意產(chǎn)品，只要它在性能上也符合要求，這樣，客戶在預算上也會有很大的主動性。

（2）走向以人為本的科學化照明

智能化照明將從純粹的智能功能的發(fā)展轉(zhuǎn)向更注重人的行為的智能照明。以人的行為、視覺功效、視覺生理心理研究為基礎，開發(fā)更具有科學含量的，以人為本的高效、舒適、健康的智能化照明。

（3）滿足個性化、層次化的照明

智能技術(shù)與照明的結(jié)合使照明更進一步地滿足不同個體、不同層次群體的照明需求，是使照明從滿足一般人的需求到滿足個體、個性需求的必不可少的技術(shù)手段。這也應該是智能照明的發(fā)展方向。

（4）智能技術(shù)與新光源及新照明技術(shù)的結(jié)合，創(chuàng)造嶄新的照明文化 智能技術(shù)和電子鎮(zhèn)流器等新照明光源和照明技術(shù)的結(jié)合，將構(gòu)筑嶄新的照明技術(shù)平臺，其應用領(lǐng)域從智能家居照明到智能化的城市照明，有無限廣闊的前景，并且正在創(chuàng)造一種嶄新的高技術(shù)和"'科學思想含^的照明文化。

參考文獻

[1].李華.MCS-51系列單片機實用接口技術(shù)[M].北京航空航天大學出版社.1999.[2].宗華光，李大塞.多單片機應用技術(shù)[M].國防工業(yè)出版社.2003.[3].陳粵初等.單片機應用系統(tǒng)設計與實踐[M].北京航空航天大學出版社.1992.[4].馬忠梅等.單片機的C語言應用程序設計[M].北京航空航天大學出版社.1997.[5].吳金戌.8051單片機實踐與應用[M].清華大學出版社.2002.[6].王福瑞.單片微機測控系統(tǒng)設計大全[M].北京航空航天大學出版社.2002.[7].陳明熒.8051單片機課程設計實訓教材[M].清華大學出版社.2004.[8].張迎新.單片微型計算機原理、應用及接口技術(shù)[M].國防工業(yè)出版社.2001.[9].胡漢才主編.單片機原理及其接口技術(shù)[M].清華大學出版社.1996.7.[10].何希才.傳感器技術(shù)及應用[J].北京航空航天大學出版社.2005.[11].趙家貴.傳感器電路設計手冊[J].中國計量出版社.2002.[12].王俊杰.檢測技術(shù)與儀表[J].武漢理工大學出版社.2002, [13].周元興.電工與電子技術(shù)基礎[M].機械工業(yè)出版社.2006.[14].陳羽.光電實驗及光電課程設計[J].電子制作.2004.[15].吳政江.簡易聲光控制電子開關(guān)的設計與制作[J].電子制作.2005.[16].趙陽.聲光控制延時電路設計與制作[J].電子制作.2007.10.[17].焦中平.照明燈聲光控制電路及制作[J].科教文匯.2007.5.

第二篇：路燈照明智能控制管理系統(tǒng)(單燈控制)

城市路燈照明

智能控制管理系統(tǒng)建設方案

山東貝寧電子科技開發(fā)有限公司

2017年10月

目 錄

第1章 建設背景............................................3

1.1 城市照明存在的問題.................................3 1.2 發(fā)展智慧照明的必要性...............................4 第2章 建設意義和建設目標..................................5

2.1 建設意義...........................................5 2.2 建設目標...........................................6 第3章 建設內(nèi)容............................................6 第4章平臺建設方案........................................7

4.1 照明智能控制管理系統(tǒng)...............................7 4.2 路燈集中控制器....................................10 4.2.1 遙控功能....................................11 4.2.2 遙測功能....................................12 4.2.3 遙信功能....................................12 4.2.4 遙調(diào)功能....................................12 4.2.5 查詢統(tǒng)計分析功能............................12 4.2.6 衛(wèi)星自動校時功能(GPS).......................12 4.2.7 報警管理功能................................13 4.2.8 系統(tǒng)安全管理................................13 4.3 單燈節(jié)能管理系統(tǒng)..................................13 4.3.1 節(jié)能規(guī)劃方案................................14 4.3.2 單燈控制節(jié)能................................15 4.3.3 單燈管理節(jié)能................................15

4.4 多路電流檢測系統(tǒng)..................................18 4.5 路燈線纜監(jiān)測報警系統(tǒng)..............................18 4.5.1 自動報警....................................19 4.5.2 抗干擾......................................20 4.6 軟件平臺..........................................20 4.6.1 城市照明智能控制管理系統(tǒng)軟件（pc端）........20 4.6.2 城市照明智能控制管理系統(tǒng)軟件（手機端）......21 4.7 節(jié)能分析及社會效益................................22

第1章 建設背景

1.1 城市照明存在的問題

隨著照明設施數(shù)量越來越多，如何有效地管理好城市照明設施是城市管理部門目前的最大課題。此外，大量的維護工作和維護成本及不宜及時發(fā)現(xiàn)的安全隱患，也給城市管理帶來巨大的困難。在當前形勢下，采用以往的過于粗放、被動、無監(jiān)督和評價機制的傳統(tǒng)管理模式已不能滿足現(xiàn)代化城市照明管理的需要，創(chuàng)建一種全新的管理模式來推動城市的照明管理和亮化管理已成為迫在眉睫的首要工作。

一、監(jiān)控管理方式落后且維護成本高

目前城市照明管理還是采用比較傳統(tǒng)的時鐘控制方式，特別是重大節(jié)日或陰雨天不能根據(jù)需要進行亮燈情況調(diào)整，不能對單燈進行控制，不能根據(jù)實際情況（例如：天氣突變、重大事件、重要節(jié)日燈）及時校時和修改開關(guān)燈事件，無法實現(xiàn)按需照明；路燈運行情況無法實時、準確監(jiān)控，出現(xiàn)燈具故障或路燈控制器損壞造成白天亮燈情況，無法及時反饋到監(jiān)控中心；另外，缺乏路燈故障處理情況跟蹤、分析機制，影響照明生產(chǎn)管理考核，從而影響到領(lǐng)導的管理決策判斷；路燈的數(shù)量非常多，并且分布非常廣，而現(xiàn)有的照明設施故障發(fā)現(xiàn)機制主要采用人工巡查模式，工作量巨大，需要投入大量的人力物力，并且還可能留有盲區(qū)。

二、能源消耗大

隨著城市的迅速發(fā)展，城市城區(qū)道路照明和亮體工程建設得到了迅速發(fā)展，路燈和景觀燈數(shù)量日益增加。城市照明用電的電能消耗越發(fā)成為政府財政支出的沉重負擔，不符合國家節(jié)能減排，低碳環(huán)保政策；目前無法實現(xiàn)按需照明，造成了30%-40%的電能浪費，同時造成了光污染，并且極大縮短了燈具的壽命。

三、照明設施損壞所帶來的大面積停電等問題

照明設備和照明線纜被損壞的現(xiàn)象屢有發(fā)生，給當?shù)卣畮砭薮蟮慕?jīng)濟損失。線纜損壞后，造成路燈大面積停電，交通事故和偷搶案件發(fā)生幾率上升，嚴重影響了社會治安。同時，裸露的帶電電纜會出現(xiàn)安全隱患。目前城市照明控制方式不具備設施防盜檢測，無法及時發(fā)現(xiàn)并準確定位電纜盜割、燈頭被盜位置。

四、存在嚴重安全隱患

城市照明燈桿漏電、裸露電纜漏電等現(xiàn)象，容易造成人員觸電，無法及時發(fā)現(xiàn)并斷電，造成人員傷亡。尤其是在雨季，觸電幾率大大增加，更加危險。目前，國內(nèi)已有多個城市因此造成了多起人員傷亡事件，已引起相關(guān)部門的高度重視，但至今仍無切實有效的解決辦法。

1.2 發(fā)展智慧照明的必要性

隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴大，城市公共照明設施數(shù)量急速增加，用電量節(jié)節(jié)攀升，對城市公共照明的管理提出了更高要求，城市照明智能控制和節(jié)能管理已成為城市照明主管部門面臨的重要任務之一。

發(fā)展智慧照明是建設數(shù)字化城市、智慧城市不可或缺的一部分，2016年8月，《“十三五”城市綠色照明規(guī)劃綱要》順利驗收，該綱要全面總結(jié)了“十二五”期間全國城市照明的發(fā)展情況，緊緊圍繞“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的理念，以提升城市照明品質(zhì)和實現(xiàn)照明節(jié)能為核心，發(fā)揮智慧照明在智慧城市建設中的引領(lǐng)作用，對“十三五”全面推進我國城市綠色照明工作具有重要指導意義。

在日照市政府的領(lǐng)導下，日照市的城區(qū)照明建設取得了長足的發(fā)展，形成了有點有線、互相貫穿、風格各異的燈光景觀，為提升城市形象，保障群眾夜間生活做出了巨大貢獻。為進一步推動日照市城市照明的發(fā)展，我公司特制定以下照明智能管理建設方案。

第2章 建設意義和建設目標

2.1 建設意義

建設城市照明智能控制管理系統(tǒng)具有以下重要意義：

1、提升科學管理能力

本系統(tǒng)能對城市照明實現(xiàn)精細化管理，將繁瑣復雜的工作通過系統(tǒng)實現(xiàn)簡單化。提供專家分析進行提前預測，做到真正的事前預知，能有效消除安全隱患，做到防患于未然。能根據(jù)不同的故障等級，啟動不同的處置流程，進行協(xié)同辦公，提高處置效率。

2、節(jié)約電能支出

在滿足國家標準的前提下，通過智能開關(guān)燈、降功率等管理方式，為不同的應用場合提供不同的照明需求，減少過度照明，從而節(jié)約了大量的電能，真正實現(xiàn)節(jié)能減排。在響應國家的低碳經(jīng)濟的號召的同時，又能實現(xiàn)良好的節(jié)能效果。

3、降低運維成本

將“人工巡檢”改為“值班等待報警”的維護方式，精準巡視，有效解決了巡檢人員的問題，將被動巡檢改為定點維護，有效減少車輛損耗，提高了維護人員及車輛的使用效率，極大降低了維護成本。

4、減少經(jīng)濟損失，降低安全隱患

當有燈桿漏電人員傷亡、線路破損、電纜盜割等現(xiàn)象發(fā)生時，值班工作人員會在第一時間接到短信報警通知，方便工作人員及時處理，也避免了裸露電線對行人造成的安全隱患。

5、提高城市形象

城市照明系統(tǒng)既是一種公益性事業(yè)，也是城市形象工程，城市照明智能控制管理系統(tǒng)的建成，將使燈光管理水平與現(xiàn)代化的大都市相適應，提高亮燈率，減少各種故障，合理照明，美化照明，安全照明，營造出智慧城市和數(shù)字城市的照明效果，樹立和提升城市的品牌。

2.2 建設目標

本方案將有助于日照市城市管理局實現(xiàn)以下目標：

以按需照明為理念，通過單燈調(diào)節(jié)管理功能實現(xiàn)城市照明智能管理目的，節(jié)約運行成本。提高路燈管理水平和效率。

以精細管理為導向，通過照明設施資源管理系統(tǒng)，動態(tài)管理照明設施信息。以主動發(fā)現(xiàn)為目的，通過照明移動監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)隨時隨地監(jiān)控路燈運行情況，突發(fā)事件緊急調(diào)控。

第3章 建設內(nèi)容

一、照明智能控制系統(tǒng)建設

第一部分：監(jiān)控中心建設

監(jiān)控中心系統(tǒng)用若干計算機建立一個計算機局域網(wǎng)絡，通過GPRS/3G/寬帶網(wǎng)絡，實現(xiàn)遠端現(xiàn)場數(shù)據(jù)、處理和控制，并通過電腦端，將現(xiàn)場情況、數(shù)據(jù)報表、地理信息數(shù)據(jù)進行反應和顯示，以供管理部門進行管理和決策。系統(tǒng)提供遠程服務功能，同時中心還配備GPS校時、不間斷電源等，保障中心系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運行。系統(tǒng)還可以將分布在全市各角落的照明信息通過通訊網(wǎng)絡采集到智能路燈管理系統(tǒng)，并在智能路燈管理系統(tǒng)進行信息的集成。

采集的信息內(nèi)容包括：功率、電流、電壓、開關(guān)箱信息、電能表度數(shù)、亮燈率統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。在本系統(tǒng)中，也可對監(jiān)控點進行分組分層，便于管理。

監(jiān)控中心系統(tǒng)項目建成后可將城市照明的智能管理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理集一體，并通過群控或組控實現(xiàn)對不同監(jiān)控的控制功能。

第二部分：路燈集中控制管理器建設

在路燈箱變中，安裝“路燈集中控制器”終端，實現(xiàn)線路開關(guān)控制功能、監(jiān)控和防盜功能，進行遠程本地設防、撤防；實現(xiàn)報警功能；并通過電力載波 “單燈控制器”進行通訊。

通過Internet以及GPRS/3G網(wǎng)絡，智能路燈管理系統(tǒng)可以跟每臺“路燈集中控制管理終端”通訊，實現(xiàn)如下基本功能：

1、按需控制每個控制點開關(guān)燈

2、接受各種報警信息

3、采集控制點的電流電壓

4、采集每盞燈的運行狀態(tài)（安裝單燈控制器可實現(xiàn)）

5、控制每盞燈的狀態(tài)（安裝單燈控制器可實現(xiàn)）第三部分：單燈控制器建設

對每桿路燈加裝單燈控制器。實現(xiàn)開關(guān)控制、亮度調(diào)節(jié)、信息采集。

第4章平臺建設方案

4.1 照明智能控制管理系統(tǒng)

城市照明智能控制管理系統(tǒng)由監(jiān)控中心、路燈集中控制器、單燈控制器及路燈電纜監(jiān)測報警器組成。路燈集中控制器安裝在配電柜內(nèi)，通過GPRS無線網(wǎng)絡與監(jiān)控中心進行通信，監(jiān)控終端安裝在照明終端。集中控制器接受、執(zhí)行、轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)控中心的命令，并通過監(jiān)控終端對每盞燈進行開關(guān)控制和亮度調(diào)節(jié)，實現(xiàn)靈活的遠程控制。同時，路燈集中控制器可通過內(nèi)置輸出端口對各路燈回路的監(jiān)控，并通過監(jiān)控終端監(jiān)控每盞燈的實時狀態(tài)，還可以通過模擬量、數(shù)字量輸入端口，將現(xiàn)場的光照、用電量等信息反饋至監(jiān)控中心，以實現(xiàn)對城市路燈系統(tǒng)的科學管理。

系統(tǒng)工作原理圖

城市智慧照明監(jiān)控中心

城市智慧照明示意圖

城市照明智能控制管理系統(tǒng)—電腦客戶端登錄界面

城市智慧照明監(jiān)控軟件系統(tǒng)截圖

4.2 路燈集中控制器

路燈集中控制器通過電力線載波通信方式實現(xiàn)對所屬控制節(jié)點的管理和控制，并通過GPRS無線通信方式，實現(xiàn)與監(jiān)控中心的通信。

路燈集中控制器內(nèi)置相關(guān)軟件程序，在電力線上形成智能控制網(wǎng)絡，實現(xiàn)對所屬回路和路燈的管理和控制。

路燈集中控制器可實現(xiàn)以下功能：

4.2.1 遙控功能

系統(tǒng)提供了多種控制手段，其中既有時控、光控、手控等獨立控制方式，又有相互結(jié)合、特殊控制等復雜控制方式。

? 時控

根據(jù)當?shù)氐慕?jīng)緯度坐標計算計算出全年的日出日落時間，經(jīng)過調(diào)整得出全年開關(guān)燈時間表下發(fā)到智能監(jiān)控終端，實現(xiàn)自動開關(guān)燈控制。

? 光控

根據(jù)光照度實現(xiàn)按需開關(guān)燈控制。? 手動控制

在特殊條件下，可通過系統(tǒng)手動控制功能實現(xiàn)任意回路的開關(guān)燈控制。? 預案控制

為了滿足某些特殊時期（節(jié)假日、國家重大活動）對亮燈時間的特殊要求，系統(tǒng)提供預案管理功能，可以為特殊時期專門設置一套開關(guān)燈時間，并且不會影響其他時間路

燈的開關(guān)控制。

4.2.2 遙測功能

系統(tǒng)通過遙測功能來獲取路燈設施的運行參數(shù)信息。主要參數(shù)包括：三相電壓、三相電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、支路電流等。

監(jiān)控中心有周期自動巡測機制，系統(tǒng)按設定的時間周期自動進行巡測，同時系統(tǒng)也允許監(jiān)控人員隨時進行手動巡測。

4.2.3 遙信功能

系統(tǒng)通過遙信功能可以直接獲取路燈設施的運行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)某個狀態(tài)發(fā)生異常，會在第一時間將異常信息發(fā)送給監(jiān)控中心。

4.2.4 遙調(diào)功能

系統(tǒng)通過遙調(diào)功能可以實現(xiàn)對遠程監(jiān)控終端的管理，可以調(diào)整監(jiān)控終端的工作狀態(tài)和工作參數(shù)，以便對路燈設施進行更好的監(jiān)控和管理。

4.2.5 查詢統(tǒng)計分析功能

系統(tǒng)數(shù)據(jù)分為兩種：運行參數(shù)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，這兩種數(shù)據(jù)的展示方式有所區(qū)別，其中運行參數(shù)數(shù)據(jù)一般用數(shù)據(jù)報表的方式展示，而統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)則可使用報表、圖形（曲線圖、柱狀圖、餅圖）等方式展示。

4.2.6 衛(wèi)星自動校時功能(GPS)通過安裝在監(jiān)控中心的GPS設備采集衛(wèi)星基準時間與服務器時間校對，保證監(jiān)控中心所有服務器時鐘的準確性和一致性。監(jiān)控中心定時給智能監(jiān)控終端發(fā)送校時指令，從

而確保監(jiān)控中心和智能監(jiān)控終端時間的準確性和一致性。

4.2.7 報警管理功能

系統(tǒng)報警數(shù)據(jù)有兩種來源：遙測數(shù)據(jù)、遙信數(shù)據(jù)，通過分析遙測、遙信數(shù)據(jù)，可以檢測設備運行狀態(tài)異常并產(chǎn)生報警記錄，產(chǎn)生的報警記錄會永久保存，以供查詢、統(tǒng)計、分析；同時，報警信息會通過多種方式（短信、聲音、信息提示窗口）告知用戶。

4.2.8 系統(tǒng)安全管理

為了規(guī)范系統(tǒng)操作，增強系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)采用了嚴格的安全管理措施。系統(tǒng)定義了多種用戶角色，每種角色都有自己獨立的操作權(quán)限和用戶界面，用戶登錄系統(tǒng)后只能完成權(quán)限允許的各種操作。

用戶登錄系統(tǒng)后的所有操作都要記錄日志，并永久保存，以便在發(fā)生異常操作時追溯問題，明確責任。

為了保證業(yè)務數(shù)據(jù)的完整性和安全性，在保存和傳輸業(yè)務數(shù)據(jù)時要對數(shù)據(jù)加密。

4.3 單燈節(jié)能管理系統(tǒng)

單燈控制器通過電力載波通信技術(shù)與智能監(jiān)控終端進行通訊，實現(xiàn)對每一盞燈的監(jiān)測和控制，無需布線，安裝方便，同時實現(xiàn)：

1、數(shù)據(jù)采集：電壓、電流、功率、用電量。

2、單燈控制：單燈定時開關(guān)，亮度調(diào)節(jié)。

3、時段控制：可按需進行時段控制。

單燈控制器圖 4.3.1 節(jié)能規(guī)劃方案

? 改造后亮燈效果對比

全亮效果 80%隔一亮一效果

單燈控制器安裝在燈桿下端全

亮度效果

隔

亮主滅輔效果

4.3.2 單燈控制節(jié)能

系統(tǒng)以智能照明控制管理為基礎，提供開關(guān)燈時間的精確控制方案，協(xié)助用戶制定分時、分區(qū)、分季節(jié)、分路段的開關(guān)燈計劃，以單燈控制器為終端管理手段，提供單燈節(jié)能控制方案，實現(xiàn)30%以上的節(jié)能，并且能有效的減少亮燈時間，延長燈具壽命。

? 單燈控制方案

借助于單燈控制器，系統(tǒng)可以對每盞燈進行監(jiān)控，系統(tǒng)可以根據(jù)人流、車流、天氣等環(huán)境條件設定合理的開關(guān)燈方案，在保證照明的前提下進行單燈節(jié)能控制。

? 手動單燈控制

手動控制可以實現(xiàn)對單個或一條道路上的多個路燈進行靈活、簡便的控制。

4.3.3 單燈管理節(jié)能

通過照明單燈節(jié)能管理系統(tǒng)的應用，使城市照明設施的管理具體到每一盞燈，城市照明的管理者足不出戶即可對每一盞燈的工作狀態(tài)、電流、電壓、故障等信息實時“在線巡測”，改變了以前路燈養(yǎng)護主要依靠人工巡檢，熱線報修的發(fā)現(xiàn)故障的方式，大量節(jié)省辦公、車輛、人員等費用和能耗，降低整體運維成本，達到節(jié)能降耗的目的。

? 單燈報警

通過單燈控制器，系統(tǒng)可以獲取每個燈具的電壓、電流、功率因數(shù)等運行參數(shù)，再結(jié)合系統(tǒng)設置的報警判斷限值可以確定燈具是否存在異常，并可進一步確定異常的具體類型。常見報警類型有：燈具損壞、燈具閃燈、電容失效等。

? 單燈故障報表

對每天晚上單燈運行的情況進行分析、匯總，生成單燈故障報告，反饋給維護部門進行故障處理，系統(tǒng)可以按日、月、年或者即時需要查詢、統(tǒng)計、打印。

流程示意圖

單燈控制及運行狀態(tài)查詢界面截圖

燈具故障統(tǒng)計信息截圖

電量查詢截圖

4.4 多路電流檢測系統(tǒng)

LBMCA-12型多路電流監(jiān)測器集數(shù)據(jù)采集、傳輸功能于一體,多路采集，實時顯示，數(shù)據(jù)采集和傳輸一體化設計，采用485通訊；可采集12路電流；支持遠程參數(shù)查看、設置。

多路電流監(jiān)測器

多路電流監(jiān)測器配合集中控制管理器使用，可以監(jiān)測每個回路的電流。在軟件系統(tǒng)中設置閾值，超出閾值范圍報警。工作人員可以通過多路電流監(jiān)測器采集到某個周期內(nèi)的電流電壓數(shù)據(jù)進行分析，及時發(fā)現(xiàn)線路問題與安全隱患。

4.5 路燈線纜監(jiān)測報警系統(tǒng)

照明電纜監(jiān)測報警系統(tǒng)可實現(xiàn)對城市照明電纜實時遠程監(jiān)測，并能在第一時間發(fā)現(xiàn)電纜斷線情況并通知監(jiān)控中心。系統(tǒng)主要由三個部分組成:監(jiān)控軟件部署在監(jiān)控中心服務器上，電纜集中監(jiān)控器安裝于路燈箱內(nèi)，電纜監(jiān)控終端單元安裝于線纜末端。通過GPRS通訊和電力載波兩級網(wǎng)絡完成路燈控制箱到路燈末端電纜全天候24小時檢測。如有電纜盜割現(xiàn)象發(fā)生，系統(tǒng)會在第一時間報警告知監(jiān)控中心值班人員，并支持短信通知報警。系統(tǒng)具有投入資金少、維修方便、快捷、維修成本低、誤報率低、報警地址準確等優(yōu)點。

線路檢測報警器 單燈控制器

路燈電纜監(jiān)測報警系統(tǒng)可實現(xiàn)城市照明電纜實時遠程監(jiān)控，當裝有電纜監(jiān)控終端的線路被切斷時會自動報警；監(jiān)控中心因特殊原因無人值守時，系統(tǒng)可以通過預置若干個手機號碼，以短消息方式把故障報警的時間、地點、報警類型等相關(guān)信息發(fā)送至各相關(guān)人員的手機上；由于電纜監(jiān)控終端安裝環(huán)境干擾性比較大，終端的軟硬件設計中采用了多種抗干擾措施有效確保了系統(tǒng)的正常運行。

路燈電纜監(jiān)測流程示意圖

4.5.1 自動報警

當裝有電纜監(jiān)控終端線路被切斷時會自動報警。

監(jiān)控中心因特殊原因無人值守時，系統(tǒng)可以通過預置若干個手機號碼，以短消息方

式把故障報警的時間、地點、內(nèi)容等相關(guān)信息發(fā)送至各相關(guān)人員的手機上。

4.5.2 抗干擾

由于電纜監(jiān)控終端安裝環(huán)境干擾性比較大，終端的軟硬件設計中采用了多種抗干擾措施，有效確保了系統(tǒng)的正常運行。

4.6 軟件平臺

4.6.1 城市照明智能控制管理系統(tǒng)軟件（pc端）

城市照明智能控制管理系統(tǒng)軟件綜合運用了物聯(lián)網(wǎng)、云計算、空間地理信息、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，可以通過電腦客戶端登錄，對已授權(quán)的路燈等設施進行管理、操作、維護。

pc端系統(tǒng)軟件截圖

pc端系統(tǒng)軟件截圖

4.6.2 城市照明智能控制管理系統(tǒng)軟件（手機端）

城市照明智能控制管理系統(tǒng)軟件（手機端）是基于手機操作系統(tǒng)集單燈控制、設備運行監(jiān)控、線路檢測、故障報警、人員定位等功能為一體的路燈移動管理平臺。系統(tǒng)的使用不受時間、地點、空間限制，有效解決路燈管理人員不在監(jiān)控中心的情況下實現(xiàn)應急調(diào)控、設備檢修人員能夠在現(xiàn)場檢測故障路燈的修復情況等問題，有助于突發(fā)事件現(xiàn)場快速處置，實現(xiàn)“零距離”應急處理和指揮。系統(tǒng)的應用將會使城市照明管理工作變得更方便快捷，巡檢服務隊伍的工作效率得到顯著提高。

手機端系統(tǒng)軟件截圖

4.7 節(jié)能分析及社會效益

經(jīng)濟效益：

社會效益：

實施節(jié)能規(guī)劃符合國家倡導的“節(jié)能減排，低碳生活”的發(fā)展思想，節(jié)約不可再生資源、減少CO?的排放，同時有助于樹立“重視能源利用，倡導科技環(huán)?！钡娜鲁鞘行蜗?，對強化廣大市民的節(jié)電意識將會起到積極的示范效應。

城市照明智能管理控制系統(tǒng)為城市照明建設者和管理者提供了先進的管理，提升了科學管理能力，提高城市整體形象。將城市照明的管理推向數(shù)字化、科技化！