智能路灯控制系统设计及其应用概述

李稳

摘 要 随着节约型和可持续性发展社会建设进程的逐渐推进，对城市照明系统的性能要求和技能要求越来越高。传统路灯管理和照明浪费比较大，使用寿命较短，难以进行远程的操纵和查询，需要消耗大量的人力、物力，人力成本和能源成本较高。智能路灯控制系统的设计与应用能够解决传统路灯控制存在的问题和不足，提高路灯运营效率以及运营质量，促进智能化城市的建设，实现城市的可持续发展。本文针对智能路灯控制系统设计与应用的相关策略进行探究。

关键词 智能路灯;远程遥控;网络协调

引言

路灯作为城市重要的基础设施，遍布城市所有的交通网络，一方面为夜间出行的车辆和行人的提供交通安全保障，另一方面也在城市形象美化中发挥着很大的作用。路灯在为我们出行带来便利同时，其巨大电能消耗产生的费用支出，占据运营成本比例较大，能源消耗的同时造成的二氧化碳高排放直接影响我们的生活环境。此外城市照明的维护工作和高昂的维护成本（人工控制、路灯巡查等），给城市管理造成了巨大的成本，为了推进城市照明的科学管理和绿色节能，设计一种新型的智能路灯控制系统有十分重要的现实意义和实用价值[1]。

1智能路灯中使用NB-IoT技术的优势

智能路灯照明系统需要采用端到端的连接方式，倘若采用传统的LTE技术连接，则需要运营商端进行增加部署，部署的成本相对更高;此外，LTE网络虽然带宽更大，但其受影响也较大，容易出现网络波动导致的丢包问题。LTE主要满足宽带、高速率、大功耗、小连接的通信，而智能路灯对网络的要求则是极低的延迟，对带宽则并不敏感，而NB-IoT网络可以利用运营商的网络搭建，并且其具备物联网技术中的抗干扰、低延迟和安全等优势。因此非常适合用于智能路灯的部署中。对于路灯数量非常多的大型城市来说，NB-IoT具备部署范围广和可靠性更强的技术优势，适合用于大量路灯的端对端连接。同时，NB-IoT技術借助运营商网络进行搭建，可以有效解决大规模部署的问题，在降低部署成本的同时提升网络的可靠性。

2智能路灯控制系统设计及其应用

2.1 基于GSM/GPRS的智能路灯控制系统设计

通过多种远程通信方式可以实现对智能控制路灯的有效控制，利用GSM或者GPRS技术可以在电信系统当中实现智能控制路灯的远程控制。GSM技术成本较低，利用率较高，相对来说系统自身的容量较大，而且具有抗感染性和保密性能的优势，在远程路灯控制系统中有十分广泛的应用。GPRS技术能够运用最短的时间实现高效速率的传输资源，使用效率非常高，可以在线实现数据的查询与访问，而且可以支持TCP/IP协议的运行。GPRS技术相对来说在需要较高时速传输要求以及数据量较小的情况下比较适合，智能路灯控制系统监控系统的分布始于网络化，是完全开放的，可以向子控制点发送指令，以采集子控制点的电压功率电流以及运行状态等相关数据参数，并将收集到的信息内容反馈给监控中心，实现对智能路灯系统的可靠控制[2]。

2.2 基于ZigBee网络的智能路灯控制系统设计与应用

ZigBee技术是一种新型的短距离无线通信技术，广泛应用于短距离无线网络中。ZigBee技术采用自组织网络，可以任意改变网络拓扑结构。该特点对实现路灯智能监控系统的智能化、高可靠性和低成本具有很好的作用。ZigBee技术网络拓扑可分为3种类型：网络结构、星型结构和树状结构。考虑树结构可以提高通信网络的可靠性。ZigBee协调器负责网络建立和信息的接收和发送。协调器连续收集来自主机的开关路灯和调光命令，并将不同的字符发送到终端进行相应的操作，也会显示故障地址，并清除故障信息。当接收到来自终端和路由的故障地址时，在维护人员终端软件上显示。维护人员记录并检查故障信息。维修完成后，需要清除原来的故障信息。此时，只需通过终端软件消除故障信息。

2.3 数据采集模块

①数据采集：数据采集是对路灯所在环境的亮度、照度、温度、湿度等指标进行检测的模块，由光敏电阻和温度传感器以及湿度传感器等构成。这些指标是决定路灯亮度的关键指标，监控终端将这些数据返回到服务器后，由服务器按照特定的程序对路灯的亮度进行计算后向对应的监控终端发送指令，实现根据环境实时调节路灯的亮度。同时，GPS定位模块可以在路灯出现故障时将路灯的具体位置发送到维修人员处，方便维修人员迅速前往现场进行维修。②临时存储：监控终端需要将收集到的数据上传到服务器中，发送的速率为230bit/s。但当网络连接不稳定时，监控终端可临时将数据存储在SD卡或FLASH闪存中，等到网络正常时再次尝试传输数据，防止因传输不及时造成数据丢失。通过本地存储器存储数据的另一个点优势在于当维修人员需要获取路灯的状态数据时，仅需要将路灯监控终端中的数据进行导出即可，更加方便快捷[3]。

3结束语

随着社会的发展人们对智能化越来越依赖，对智能化的要求也越来越高，所以远程监控也存在着广阔的发展前景。该系统主要是基于模型车研究的远程控制系统，由DHT11温湿度传感器、压力传感器、编码器、摄像头等信息采集原件，STC89C52单片机，GPRS无线模块，用户终端等构成。DHT11温湿度传感器与其他同类型温度传感器相比优势主要体现在其价格和体积上，如与同类型的HRTMS02等相比价格都有优势，同时该传感器还具有卓越的长期稳定性;STC89C52单片机虽然使用的还是经典的MCS-51内核，但是做了很多的改进使得芯片与传统51单片机相比具有很多传统51单片机不具备的功能，同时STC89C52单片机的价格也非常便宜;GPRS具有资源利用率高、接入范围广、高速传输、快捷登录、永远在线、切换自如等优点，GPRS用户的计费以通信的数据量为依据，与3G、4G等相比通信费用会便宜很多。综上所述该系统具有成本低，体积小，性能稳定等特点。

参考文献

[1] 张少夫.一种智能路灯照明控制系统的设计与实现[J].智能建筑与智慧城市，2018（6）：85-86.

[2] 戴明.一种智能无线路灯控制系统的设计[J].湖南邮电职业技术学院学报，2018，17（1）：9-11，17.

[3] 张晟昱，段金英.智能路灯控制系统设计[J].电子测试，2019（Z1）： 27-28，33.