节能路灯智能控制系统设计

前言

前 言

随着时代的发展，城市现代化建设步伐不断加快，对城市道路照明及城市亮化工

程需求也更大，而能源的供需问题矛盾也越来越突出。节能节电的要求越来越迫切，

越来越高。现在再采用那些传统的受控，钟控城市照明系统的方法已不能满足要求。

如何充分利用先进的科学技术解决上述矛盾,节约能源，提高路灯能源的利用率已成

为当前照明技术领域一个新的和紧要的课题。城市道路照明自动化控制作为现代化的

标志之一，它所带来的经济和社会效益是十分显著的。目前一般的传统路灯一般采用

钠灯、水银灯、金卤灯等灯具，这类灯具有发光效率高、光色好、安装简便等优点被

广泛应用，但也存在功率因子低、对电量要求严格、耗电量大等缺点。我国大部分城

市街道都采用“全夜灯”的方式进行照明，这些街道在夜晚人流量和车流量都比较小，

即使没有人或车经过，这些路灯也是长期点亮着的，这时电能就被白白浪费掉了。很

多路段真正有效的照明时间只占到整个照明时间的20%－30%。因此有些地方采用“半

夜灯”前半夜全亮后半夜全灭的方式，此方法虽然节约了用电量，却带来许多社会治

安和交通安全问题。也有的采取“亮一隔一”或“亮一隔二”的措施，关闭部分光源。

因为，“亮一隔一”或“亮一隔二”不仅减小照度，同时区别于不同的灯杆布置方式，

照度均匀度将不同程度、甚至是严重的下降，对交通、行人安全、对维护社会治安产

生不利影响。“在保证照明效果下点着灯节电”，这样的概念才是科学的，合理的，

这是发达国家道路照明系统的设计思想之一。

目前道路照明仍以高压钠灯或金卤灯光源为主，LED照明主要采用LED作为发

光光源．LED路灯尚处于示范推广向大规模应用的过渡阶段．但是随着产品稳定性的

提升和产品价格的下降，LED路灯具有非常强的成长性．相对于传统路灯，LED照明

道路具有以下优势：

1)扩大了照明范围，2)提高了照明均匀度，3)低能耗(相同照度下能耗仅为高压

钠灯的40％，节能50％以上)，一个LED路灯，如果要达到和普通的高压钠灯和高压

水银灯那样的亮度，大约需要消耗的40W以上功耗，只有传统路灯的25%－40%。因

此该设计应用光控制LED灯的方法来管理路灯照明，这节约了很大的资源。4)寿命长

(有效使用寿命长达70 000h)，5)智能控制，免维护，环保无污染等．

节能路灯智能控制系统设计

智能控制型路灯是运用先进的通讯手段，计算机网络技术、自动控制技术、新型

传感技术与自动检测技术等构成的监控系统，快速准确地对道路照明、城市灯饰工程、

广场照明、桥梁和隧道照明等系统进行智能监控，实现对远程路灯和电源实施遥控、

遥测、遥监、遥视、遥信等功能，便于了解路灯运行状况以及它的维修和保养，能提

高路灯运行质量和效率，为能源节约和创造节约型社会打下基础。

路灯智能控制系统一般由控制中心主站、各点测控分站、通讯系统三大部分组成。

主站主要负责管理、控制整个系统的运行，其兼容性和容量大小可灵活配置；通讯一

般采用有线或无线与的方式，目前技术有利用单片机实现路灯控制器的TCP／IP协议

(实现自己数据的高速传输和实时控制)等技术；无线技术有GSM短信息网、GPRS数

传电台、CDPD公共无线数据网，或而各分站点通过安装单片机或新技术装备(如

LONWORKS技术)构成其控制器，从而达到与主站通讯、接受命令、执行开关、控制电

压、控制时间、反馈数据信息等功能。

智能控制型路灯实现过程可以是多种多样，一般都是：主站电脑控制中心+合适

的通讯手段或方式+各分站集中智能控制器+路灯控制系统的模式。随着科技和信息产

业的发展，任一个环节实现起来都可以采用多种方式或方法，在此不赘述。

采用本系统以后，全区范围的景观灯的开/关均可实现自动控制。同时，由于城

市照明监控系统具有自动报警和巡测、选测功能，同时结合显示界面维护人员可以在

故障发生后的数秒钟内及时了解故障的地点和状态，为及时进行修复提供了有力的保

障。

1 绪论

1.1 题目来源

来源于生产/社会实际

1.2 研究目的和意义

1．目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机

的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，

工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车

的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物

绪论

等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械

了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、

工程师。

单片机是靠程序运行的，并且程序可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，

尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是

花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，

或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来解决的话，电路一定是一块大PCB板！但是

如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为

单片机通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性的转变。

鉴于单片机的这些广泛用途及如此简便的使用方法，作为本专业的学生我们更应

该好好学习单片机。本次毕业设计的目的就是为了进一步熟悉单片机语言及单片机工

作原理，煅炼单片机与信号检测的综合应用能力，为以后在工作中解决各种问题打好

基础。

2．现代城市飞速发展对城市道路照明和管理提出了更高的要求，城市路灯照明不

仅要确保足够的照度，保障城市人民正常的生产和生活，而且要亮化、美化城市。同

时，随着城市基础设施投资的不断加速，路灯的数量也在逐年增加，维护和检修的工

作量也随之加大。在这一新形势下，实施新的路灯监控系统——网络化、遥控化、精

确化的微机监控系统，对提高城市路灯照明的现代化控制和管理水平，显然十分必要。

根据现存照明事业管理的现状，本课题研究的路灯智能控制系统由PC机、主机、电

力线载波通讯模块（PLC）、从机等构成。进行本课题研究的目的和意义在于以下几个

方面：（1）对公共照明管理者和使用者来说，本系统给他们带来了极大的方便，他们

只需在管理中心的微机上进行简单操作就可以对线路上的任意路灯节点进行控制以

及所有路灯的状态和相关信息的控制，使用少量人力进行维修。（2）对于政府管理部

门来说，也是一件一劳永逸的事情。只要进行一次投入，安装了必要的路灯设备和本

控制系统，在以后的运行当中就不需要再投入较大的人力和物力，因为本系统具有自

动检测和报警功能，并且可以落实到具体的一个灯，可以省去了大量的人力。（3）对

于城市的美化和亮化工程来说，提高城市的形象和人民的满意度将有十分积极的作

用。提高市政硬件水平，与现代科技接轨，增强城市照明可靠性和可控性。（4）结合

城市夜景设置，通过智能控制，创造城市新景观， …… 此处隐藏：10894字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……