智能路灯控制系统设计与应用研究

2 智能控制型路灯实现基本功能
2．1 远程遥控功能
采用智能控制系统的路灯开关、亮度调节、时间控制等方式都能实现远程遥控，达到时控模式、光控模式、压控模式、声控模式、旁路模式的目的。下载开关灯时间表到分站控制器，根据经纬度、季节、节假日及不同的天气情况进行的“时控”，可实现路灯全夜灯和半夜灯自动定时控制，管理人员可针对具体的情况对某一个或多个终端随时进行开关控制(分组、分区、全市开关等方式)；还可根据季节和天气的变化进行的“光控”和“压控”，通过分站集中控制器调节特殊天气和时段条件下的电压，从而实现路灯的光照强度的改变，达到“光控”的目的，这样不仅节约电能，而且也保护了路灯，延长了它们的使用寿命；还可根据路灯上的传感器感应公路上行车和行人的声音、速度，将这些信息反馈给分站控制中心，由分站智能控制器决定是否打开灯，以及打开灯的数量和光照强度。上述设计遥控模式，可根据具体情况酌情考虑选用。
2．2 遥测、遥信功能
通过分站集中控制器对区域内路灯数据(如实时电压、电流、接触器状态、有功功率、无功功率、功率因数、用电量等)的检测和采集，再由无线或有限通讯手段，将数据反馈给主站控制中心，进而分析各区域内每盏路灯的工作情况，了解它们的实际使用功率，开关次数、关照强度、亮灯率、节约电能资源等方面。
2．3 遥监、遥视功能
对于现场检测的数据和信息，通过网络传输给控制中心，可由控制中心的电脑LCD进行图文显示，如配上GIS和GPS的相关硬件和软件，则可对这些数据和信息，进行实时监视和管理，真正意义上体现出管理无人化、系统服务高效化、反应维护快速化的特点。
2．4 自动检测、反馈、报警功能
通过中心控制主站对分站集中控制器的命令，集中控制中心对区域内各路灯进行实时监控和巡查，如果发现异常情况，如在不该亮灯和熄灯的时候发生“时控”失灵故障、电流和电压超过高低限造成“光控”失灵、还有导致电灯无法正常工作的其他设备和控制器故障等，就将这些数据通过通讯手段反馈给中心控制主站，主站通过声音报警来引起注意，如有GIS地理信息系统，则能迅速显示出故障点区域信息，再由中心职务人员或电脑、网络自动联系相关维修人员，这样不仅大大提高检测、巡查工作的效率，减少了人员工作强度，而且提高了整个路灯系统的反应机制和处理突发事件的能力。
2．5 统计、查询和打印功能
智能控制系统中心能对采集反馈的实时数据和信息进行存储、统计和分类，以表格、曲线、直方图等显示出来，可根据年、月、日统计数据进行查询，同时可通过本文打印出来作分析和研究。还可配上相关管理软件，对实测数据和信息进行管理和分类，以便更加直观地了解整体路灯运行情况，如每月故障类别分类统计，某区域内路灯开关、持续工作时间、亮灯率情况，电源点电量统计，电源过负荷故障分析情况，“时控和光控”条件下的电量节约情况等。
2．6 其他功能
可根据需要，进行卫星校时、信息存储管理、终端设置管理等功能。

3 基于通讯网络的智能路灯控制系统设计与应用
无论是何种智能路灯控制系统，都需要进行远程监测和管理，这必然需要通讯网络，而通讯方式有很多种，如采用电信系统网络、Internet、或其他网络等。其中属Internel．功能最强大、速度和效率最快，它可以通过各地域的分控制器或控制柜，嵌人计算机模块，实现它们的TCP／IP协议，从而能够使得分控制器能够接受主控制中心的远程命令和管理，同时它也能根据需要就信息数据给予中心及时的反馈，这种方式是值得提倡和推广的。现介绍几种其他通讯方式的应用。
3．1 基于GSM／GPRS的智能路灯控制系统设计与应用
智能控制型路灯的远程通讯方法很多，采用电信系统中的GSM(Global System for Mobile Communieation，全球移动通信系统)或GPRS(General Packet RadioService，通用分组无线业务)网络来实现智能控制路灯的远程管理和监控，利用GSM的成本低、频谱利用率高、系统容量大、保密性好、抗干扰能力强、自动漫游等优点，直接把要发的信息加上目的地址发送即可；而GPRS是在GSM系统的基础上利用分组交换技术建立的，它在兼容GSM的同时能在网络上传输高速数据，利用GPRS的资源利用率高、传输速度快、接入时间短、随时在线访问查询、支持TCP／IP协议等优点，故GPRS网络特别适合于频发小数据量的实时传输，这正好符合智能控制路灯的遥控设计思路。
路灯智能监控系统是一个分布式、集散型、网络化、全开放的监控系统。监控中心对整体路灯系统控制，向分控点发出命令，对分控点的运行状态、电流、电压、电量等参数进行采集，并将信息反馈给监控中心，供显示屏显示、打印机打印及管理人员分析处理，同时对分站内路灯进行开／关控制，如图2所示。

随着计算机嵌入式技术的发展，通常可以利用GSM和GPRS的技术模块嵌入到现场单片机控制器中，从而实现无线远程路灯的智能监控和管理，为交通运输工程提供高速、在线、透明的数据通讯网络，如图3所示。