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【设计方案】基于智慧城市的节能照明管理系统

2017年04月20日     千家智能照明网

[导读]为了做到科学照明、绿色照明、节约能源、减低能耗,建立优质高效、生态环保的城市照明环境,确保城市照明节能减排任务全面完成,实施照明智能化、节能化建设已迫在眉睫。

  在智慧城市的建设浪潮中,“互联网+交通”处于排头兵位置,然而,没有数据之间的互相打通融合,形成了局域网孤岛。基于太阳能路灯控制器的智慧照明系统就是大数据应用和传统的太阳能LED路灯相结合的物联网产物。利用以计算机技术、通信技术和传感技术等新兴技术为主要特点的物联网技术和大数据应用来解决城市道路照明管理问题,具有智慧照明、节能环保、技术创新、大数据控制的优点,为未来智慧城市的建设起积极作用。

  1、城市照明现状

  路灯照明是体现地区发展程度的窗口,良好的城市照明能带来巨大的社会效益、环境效益和经济效益。不管是路灯照明还是景观照明都能让这个城市的面貌焕然一新。但对于城市经济高速发展的今天,基建日新月异,公共照明系统建设规模不断扩大,时控及简单的远程控制手段已经无法满足需求。

  照明设备缺乏有效的管理手段的问题越来越突出,由此带来的照明设备过度照明、白天亮灯、早亮灯、晚熄灯等电力浪费愈来愈严重。

  为了做到科学照明、绿色照明、节约能源、减低能耗,建立优质高效、生态环保的城市照明环境,确保城市照明节能减排任务全面完成,实施照明智能化、节能化建设已迫在眉睫。

  2、智慧照明系统简介

  智慧照明,就是通过应用新一代信息技术(inter-net/intarnet、物联网、Zigbee、3G/4G)和无线GPRS/CD-MA通信技术等,实现对照明灯具的远程集中控制与管理,具有根据车/人流量自动调节亮度、远程照明控制、故障主动报警、灯具线缆防盗、远程抄表等功能,能够大幅节省电力资源,提升照明管理水平,节省运维成本的新兴照明模式。

  3、智慧照明系统的优点

  (1)智慧照明。本系统是基于能够在连续阴雨天作业的太阳能路灯控制器的智能照明系统,属太阳能能源控制技术。

  该系统能够智能调节输出功率,利用智能感应技术达到阴雨天、雾霾天增强亮度的功能。在夜晚可以感应车辆和行人通过来判断是否照明,从而达到夜间节能的作用。

  (2)节能环保。采用光控+时控模式,利用太阳能板提供电源,并通过太阳能电压判断白天和晚上再结合时段控制以达到精确控制。利用光能来提供照明,并通过光照强度的调节来达到节能环保。

  (3)技术创新。本系统采用发明专利———能够在连续阴雨天作业的太阳能路灯控制器。它能够智能调节输出功率,且增强了抗阴雨天数。硬件部分防短接反接的方案,起到了防反接,防雷击、精确电压采样的作用。软件部分采用了多项自主研发的算法,解决了充电过程中的发烫问题,提高了充电效率,延长了控制器和蓄电池的使用寿命。

  (4)大数据应用。利用大数据分析和数据应用,通过LED路灯智慧照明系统的数据采集可以精确地采集路灯故障问题,从而降低维修成本。还可以利用数据与红绿灯系统联动从而起到交通调节的作用。

  4、智慧照明系统构成和功能

  4.1基本组成和工作方式

  智慧照明分为四层架构:云处理中心,通讯层,感知层,控制执行层。图1为系统架构图。

  (1)监控中心:建立基础GIS和基础数据库;接受和归档来自远程的路灯工作状态数据;方便快捷生成各种管理报表;提供丰富的智慧控制策略实现“按需照明”;通过电脑、手机或平板电脑远程遥控和巡视。

  (2)通讯层:采用3G无线网络、互联网,将道路智慧照明控制系统的监控中心、控制装置RTU和路灯控制器联系在一起。通讯层是遥感、遥测、遥控的基础,是高效可靠的信息通道。

  (3)感知层:感知道路实时路况、环境信息智慧,及时反馈信息给云处理中心。

  (4)控制执行层:采用微控制技术、Zigbee通讯技术实现道路控制点的自动采集、智能控制和道路单灯调光控制。

  4.2主要硬件和功能

  4.2.1集中控制器

  集中控制器做为控制的中继部分,接收监控中心指令,控制单双灯及节点工作方式,采集信息发送到监控中心。

  4.2.2单双灯控制器

  单双灯控制器为智慧照明控制系统终端设备,接收集中控制器及节点控制器指令,控制路灯工作方式,反馈路灯数据信息到集中控制器。

  4.2.3节点控制器

  节点控制器接收传感器采集的车流量信息,控制单双灯控制器进行工作。

  (1)自动照度控制:在检测到附近有人员活动时,自动的按照设定的照度,控制关联的单灯控制器进行功率调节,以提高路面的照度。

  (2)在人员离开该区域后n分钟后(时间可设置),照度自动恢复到原来的级别,以节约能耗。

  4.2.4传感器网络模板

  本模块旨在解决常规路灯在各种条件下无法达到人们预期工作效果,通过多功能的传感器实现对温度、光照、烟雾、湿度准确的捕捉,达到在各种条件下的智能工作。通过GPS全球定位,实现突发事件的高效准确定位。通过云端可以将采集的数据进行分析统计,实现精细化管理以及节约资源,低碳环保的功能。其主要由人车检测传感器、人车检测传感器、雨水传感器、能见度传感器等四大传感器组成。

  结 语

  随着城市规模不断扩大,道路照明能耗浪费严重。管理问题日益突出,维护检修的工作量不断加大,针对这些问题,我们研究了一套照明系统———现代城市智慧照明系统。本系统自动诊断故障,智能调节亮度;可以全城定,为社会安全服务系统提供准确地理定位;节能省钱。基于智慧城市的节能系统是新时代技术的产物。利用大数据和物联网技术打造的城市照明系统为智慧城市、智能城市建设添加新活力,是智慧城市建设由数据信息技术从虚拟数字空间走向真实物理世界的重要阶梯,未来前景与影响力不可估量。

 

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编辑:张柳婷

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