节能环保型智能LED路灯控制系统设计研究

王树彬 高爱 付国杰

摘 要：智能城市是现代城市规划的重要思路，如何将节能环保与智能技术融入到城市照明亮化工程中来，则成为城市设计的重要环节。目前节能环保型智能LED路灯由于其能耗低、环保效果好、灵活智能等优势已经成为城市路灯设计中的重要选择。技术人员需要利用新型传感技术全面控制智能LED路灯的分段电压，保证控制系统的实时监控与数据传送，进而实现有效照明。本文根据节能环保型智能LED路灯优势，从技术角度对控制系统的设计进行简要分析。

关键词：智能LED路灯；节能环保；控制系统；设计要点

城市经济的不断发展推动了我国城市化建设水平的不断提升，而城市照明亮化工程不仅是城市正常运转的重要环节，也是美化城市，打造城市风景的重要途径。路灯是照明亮化工程的关键构成，但是在点燃路灯的同时，城市能源消耗不断攀升，环境污染日益恶化，而这自然与打造美丽城市的初衷背道而驰，因此，如何控制城市路灯能耗高、污染重、效能低等问题，则成为现代城市建设中的重要关注点。节能环保型智能LED路灯的出现为城市照明亮化工程体系建设提供了新的思路，相较于传统的路灯设计，控制系统能够利用无线传感技术实时、高效、智能地对整个照明亮化工程进行监控和管理，从而合理调整能耗，控制环境污染。

一、节能环保型智能LED路灯控制系统优势

控制系统是节能环保型智能LED路灯核心所在，也是体现其自身优势，实现智能调控与节能环保的基础。相较于传统的路灯控制系统，节能环保型智能LED路灯控制系统的优势主要体现在以下几个方面：第一，无线传感技术的应用不仅降低了线路的占用空间，以维持了电压的稳定，降低了电能消耗。路灯遍布在城市大小街道的两边，超长的线路，复杂的分布，使得电力供应难以实现最大的应用效率，如在220V单相电压的供电水平下，路线的复杂设计造成了三相不平衡，零序电流和零点位移过大，增加了电能损耗；而无线传感技术的应用避免了这一问题，该技术摒弃了大面积线路的安排，可以根据路灯安置的位置灵活布线，缩减了所占空间，也有效控制了电能的消耗。第二，实现了对路灯照明情况的实时监控，提高了照明亮化体系的管理效率。传统的路灯控制系统设计简单，难以有效记录操作、故障等信息，主要依赖人力完成，而节能环保型智能LED路灯则采用实时控制系统，对路灯在运行中的电流、电压、亮度、温度和开关状态等运行参数进行实时记录，并及时传送至监控中心，利用智能系统进行对照与检测，进而给出监测数据，对存在故障的路灯做出警报与检修提示，从而大大提高了照明系统的操作、运行、检修效率，体现了智能化控制系统的优势。

二、节能环保型智能LED路灯控制系统设计要点

节能环保型智能LED路灯控制系统的设计的关键在于无线传感技术的应用，整个系统主要由三个部分构成，即数控中心、子网控制器、路灯控制器，其中控制中心通过数据采集做出控制、统计、维护等操作；子网控制器连接路灯控制器与数据控中心，能够将路灯运行的数据进行集中上传；而路灯控制器则勾连子网控制器与路灯，根據道路的照明情况合理调整路灯的开关状态。

（一）数控中心

LED路灯的智能化特点集中体现在根据路段的明暗、车流、人流灯因素的变化自动调整开关。与传统长期保持照明状态的路灯相比，这样的功能设计显然能够提高能源的利用效率，降低能源消耗，进而控制城市照明系统产生的环境污染。当然，要想完成这一系列的智能化操作，LED路灯的控制系统则需要大量的数据支持，因此，数控中心组需要对LED路灯所在路段的具体情况进行实时监控，这样才能大量收集数据信息，并实现对控制系统的远程访问，结合配置参数，对该路段的LED路灯的开关系统发出科学有效的指令。数控中心对数据的采集需要通过数据管理、数据库、主界面、通信管理、用户管理这五个模块相互协作完成。其中学数据管理需要对路灯的运行情况做出实时监控，并结合各项配置数据做出统计分析；数据库则是数据的存储系统，需要对路灯控制系统运行中需要的数据给予支持；主界面则利用直观的视觉图像对各路段路灯的照明情况进行展示；通信管理负责数据交换，确保不同路段的明暗、人员车流等情况及时上传；用户管理则通过授权对相关人员的身份进行确认，并严格控制LED路灯照明系统的安全、稳定运行。

（二）子网控制器

子网控制器利用不同的信息传送方式，与数控中心以及路灯监控系统保持沟通，一方面从需数控中心中接收指令，另一方面想路灯控制系统下达指令。此外，在数据过程中，子网控制器还需要对节能环保型智能LED路灯的指令执行情况进行及时反馈，以便于数控系统及时发现路灯在运行中出现的问题，进而向检修部门发出维修指令，确保路灯的有效照明。

（三）路灯控制器

路灯控制器的核心为数据处理的单片机，该模块一方面从子网控制器接收到相关的监控数据，另一方面LED路灯能够根据电流、电压、温度值等参数值及时调控开关，从而实现对节能环保型智能LED路灯运行状态的有效管理。

三、结语

总之，节能环保型智能LED路灯的控制系统突出了“智能”的特点，根据道路的敏感环境自主控制开关，并调整路灯明暗程度，而这必然会有效降低一些不必要的能源消耗，避免一些路段长期处于高耗能、低效率的状态。基于此，在城市规划建设中，应积极引入节能环保型智能LED路灯，并不断完善控制系统设计，根据城市建设需要不断改进智能技术，进而推动智能化城市的构建。

参考文献：

[1]张玮.节能环保型智能LED路灯控制系统设计[J].科技创新与应用，2016（34）：74.

[2]基于新型三维二次光学系统的高效LED路灯：高效、节能、环保的新型路灯[J].广东科技，2010，19（15）：52.

作者简介：王树彬，男，大专，工程师，研究方向：LED照明灯具的研发。