节能环保型智能LED路灯控制系统设计

摘 要：随着现代化城市的建设与发展，城市中街路照明与亮化工程是非常重要的，但是如何才能达到节能环保，成为路灯控制系统中的关键问题。现在新型的LED照明是一种节能环保的绿色光源产品，LED路灯体积小，寿命长，为了节能环保型智能LED路灯的广泛推广使用，利用无线传感新技术设计智能LED路灯的控制系统，分时段通过对电压的调控来控制路灯的正常照明，节省大量的电力能源，减少环境污染，实现了对LED路灯的实时监控与管理，降低能源消耗，提高路灯的管理使用效率。

关键词：LED路灯；节能环保；无线传感技术；智能控制

1 概述

随着我国城市化进程的逐步推进，城市建设的亮化工程越来越成为现代化都市的重要风景，城市街路的照明是城市亮化工程的重中之重。目前全球能源消耗急剧增加，环境污染严重影响了人们的生活，城市街道两侧的路灯在照亮城市，创造城市绚丽的同时也消耗的大量的能源，造成了极大的环境污染[1]。针对目前我国街道路灯照明中能耗高、污染重、效能低等问题，利用先进的科学技术，积极推进节能环保型智能LED路灯的全面发展，并利用无线传感技术设计智能控制系统，更好地实时监控和管理路灯，降低电能的消耗，延长路灯的使用寿命，为城市的现代化建设做出贡献。

2 LED路灯的节能控制系统优势

2.1 无线传感技术，不占空间

城市街路两侧的路灯遍布城市的各条交通道路及大街小巷，传统的路灯供电线路较长，造成供电线路的电能损耗较大，功率低下，另外220V单相电压为路灯供电，造成严重的三相不平衡，产生过大的零序电流和零点位移，更加大了线路中的电能损耗[2]。无线传感技术采用无线的组网方式，不需要大面积的布线，可以灵活扩展，而且不需要占用较大的空间。

2.2 实时监控，高效管理

传统的路灯照明控制系统都比较简单，无法实施监控，操作与记录、检查设备异常、处理故障等都需要人工进行巡视，工作效率低，造成大量的人力和物力的浪费。节能环保型智能LED路灯的控制系统能够对路灯的开关状态实时地进行监控，并且实时地收集到LED路灯的电流、电压、亮度、温度和开关状态等运行的各个参数，将这些参数传输到监控中心，同时进行检测，根据这些数据设计警报和维修计划，发现故障能够及时得到处理，提高了能源的利用率，节约了能源成本和人力成本，同时也延长了LED路灯的使用寿命[3-4]，提高了LED路灯的管理效率和使用效能，实现了节能环保型LED路灯控制系统的智能化。

3 LED路灯控制系统的整体设计

节能环保型智能LED路灯控制系统的设计，是基于当前比较先进的无线传感技术，其主要是由三个部分组成，分别是监控中心、子网控制器和LED路灯的监控器。LED路灯控制系统构成如图1所示。

3.1 监控中心的设计

节能环保型智能LED路灯可以按照路段的日照情况、人员车辆的流量变化情况设计开关状态和照明时间，在保证街路照明的前提下，降低电能消耗，达到节能环保的目的。为此监控中心的功能是对LED路灯进行实时监控，收集LED路灯的开关状态、亮度、温度等数据信息，对上述数据信息进行远程访问，根据配置参数，进行远程发送命令控制LED路灯的照明状态。

监控中心的实时监控功能要通过以下几个模块来得以实现，包括数据管理模块、数据库模块、主界面模块、通信管理模块和用户管理模块。

数据管理模块对LED路灯的监控器数据、路灯系统运行状态的相关数据和其它各项配置数据进行应用和管理。数据库模块主要负责LED路灯控制系统中存储数据和进行各项操作，为其它各个模块功能的实施和数据分析提供依据。主界面模块为管理者提供对整个LED路灯的实时监控和管理，管理者可以根据城市街路的照明需求进行管理系统的设置和设施设备配置，以图形化的模式将各项数据直观而形象的展示[5]。通信管理模块能够通过控制中心实现数据交换，保证数据的传输与通信，最终实现对LED路灯的运行状态进行控制。用户管理模块是LED路灯控制系统的管理中心，对用户权按不同方式进行设定与授权，严格控制对LED路灯运行控制系统的修改与登入，确保LED路灯控制系统的稳定和安全地运行。

3.2 LED路灯监控器的设计

节能环保型智能LED路灯控制系统中的路灯监控器的核心是处理数据的单片机，监控中心将传感器收集到的路灯电流、电压、温度值，通过继电器控制LED路灯的运行状态，通过数据模块向子网控制器传送各类参数，LED路灯监控器接受子网控制器传送的实时监控命令，对LED路灯的开关状态、亮度调节、电流、电压和温度进行调控。

3.3 LED路灯子网控制器的设计

节能环保型智能LED路灯控制系统中的子网控制器通过不同的联系方式，分别与监控中心和路灯监控器进行数据通信，下达监控中心的控制指令，同时将路灯监控器的实时监控情况进行反馈，实现对LED路灯的运行状态的有效管理。

4 结束语

综上所述，节能环保型智能LED路灯的控制系统可以根据街路环境的明暗变化情况控制路灯的开关状态，而且还能够按照交通情况实时调整路灯的开关状态，极大的减少了能源的损耗。LED路灯出现故障时智能控制系统自动报警，能够得到及时有效地处理，更大提高了工作效率，减少了人工成本和能源成本。应用无线传感技术对节能环保型智能LED路灯的控制系统进行设计，有效地解决了城市路灯照明工作中高污染、高能耗、低效率的问题，为全面发展节能环保智能的绿色照明工程起到了积极而有意义的推动作用。

参考文献

[1]苏建龙，张晓雷，陆文娟.LED路灯节能控制系统的设计与应用[J].产品与应用，2009，15（10）：57-58.

[2]贺一鸣，王崇贵，刘进宇.智能路灯控制系统设计与应用研究[J].现代电子技术，2010，15（1）：207-210.

[3]马腾，李渊，李宝营，等.LED路灯智能控制系统设计[J].大连工业大学学报，2012，31（1）：75-78.

[4]陈斌.智能LED路灯节能控制系统的设计与实现[J].中小企业管理与科技旬刊，2011，12（21）：275-276.

[5]颜燕娜.基本无线传感技术的LED路灯节能控制系统设计[J].技术与市场，2012，19（6）：256-263.

作者简介：张玮（1980-），女，汉族，山东淄博人，硕士，讲师，工程师，研究方向：应用电子，智能控制。