路灯照明智能控制系统的应用论文精品多篇

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LED论文浅谈LED景观照明智能控制及应用 篇一

目前很多在建和已建高层住宅大部分都建有地下停车场，这些停车场一般都有多个人员出入口和多个车辆出入口，由于这些停车场面积大、光线差，需要大量的照明设备长期照明。如果用通常的控制方法则需要的线路较长，而且回路复杂，由于各出人口与行车路线之间不是简单的一一对应关系，因此很难用简单的强电控制方式实现停车场内部照明的自动控制，通常只能采用连续照明方式。有的地方虽然采用红外或声控开关来控制照明，但是只能对某一个小区域(如出入楼梯口处)实现自动控制，而不能对全部停车场照明实现自动控制。这样不仅造成巨大的能源浪费和设备损耗，也给小区的物业管理造成很大的经济负担。

几乎所有的高层住宅都存在这样的问题，国外已经开发出类似的智能照明控制系统解决以上的问题，但是产品的价格很高；国内市场上尚无此类的产品出现，本文设计的智能照明控制系统则可以填补此项空白。

1 系统简介

1．1 系统实现的功能

使用者可以根据本地停车场的具体情况编辑适合于自己的照明控制方案，下载到系统的各节点中。当有人员或者车辆进入停车场时，该照明智能控制系统能够根据照明控制方案对停车场内指定的照明设备进行控制，实现照明的智能控制。

1．2 系统组成

该系统由上位机、出人口控制节点和基本节点等组成，各个部分通过CAN总线进行连接。

CAN总线是Bosch公司为现代汽车应用而推出的一种总线，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。CAN总线为多主方式工作，网络上任一节点均可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主从，通信方式灵活，且无需站地址等节点信息。基于以上特点，该系统选用CAN总线作为该系统的数据传输总线。

上位机将系统中所有节点的控制方案下载到相应的节点中后，各节点将根据这些从上位机下载的节点间的互联关系表完成与有关节点的交互。

基本节点与一定数量的传感器回路和照明回路相连。当传感器监测到附近有人员或车辆经过时，传感器向与之相连的基本节点发送信号；基本节点接收到此传感器的信号后搜索从上位机下载的本节点的传感器与照明灯的互联关系，判断本节点上是否有与之关联的灯，有则点亮此灯并保持照明一段时间，同时该基本节点也通过CAN总线向其它基本节点发送该传感器的消息；当其它的基本节点收到此消息时，同样根据互联关系表判断本节点是否有与此传感器相关联的灯，如果有也打开相应的灯并保持照明一段时间。这样所有节点就会按照使用者制定的方案打开预期的照明回路，从而实现照明控制的智能化。

出人口控制节点(下面简称为控制节点)位于停车场的出人口处。控制节点随时监听CAN总线上的各种消息，当某照明回路的状态发生改变时，控制节点根据从上位机下载的状态指示灯与照明回路的对应关系，将其回路的状态改变反映到状态指示灯上。

1.3系统的工作原理

(1)基本节点中存储着该节点控制的照明设备与其它节点的传感器的互联关系。当某一基本节点接收到其它的基本节点发送的传感器信息时，该基本节点搜索本地的互联关系，并打开与此传感器相关的照明设备；

(2)当基本节点接收到上位机发送的上传命令时，基本节点将存于本地的控制方案上传到上位机；当基本节点接收到上位机发送的下载命令时，基本节点将与之相关的控制方案下载到本地；

(3)基本节点利用与之相连的传感器监测车辆、人员的通过情况。当有车辆、人员通过时，该基本节点便通过CAN总线向系统中的其它节点发送相关的传感器的信息；

(4)主控节点中存储着状态指示灯与本系统中的各照明回路的对应关系。当主控节点的某一开关被按下时，主控节点便向与对应照明回路相连的基本节点发送命令，打开指定回路的所有照明设备；

(5)当主控节点接收到上位机发送的上传命令时，主控节点将存于本地的互联方案上传到上位机；当主控节点接收到上位机发送的下载命令时，基本节点将与之相关的互联方案下载到本地；

(6)主控节点随时监听CAN总线上的各种命令，并通过状态指示灯随时反映停车场的各个照明回路的状态。

2 系统的软、硬件设计

2．1 上位机的软件设计

上位机采用普通的PC机，通过该系统的上层管理软件可以完成控制方案的编辑、修改、下载和上传。上位机可以通过CAN接口卡或者串口――CAN接口转换器与该系统进行连接。当控制方案下载完成后，该系统就可以脱离上位机独立运行。

上位机管理软件的主要功能是：控制节点的状态指示灯与该系统照明回路的对应关系的编辑、下载和上传；基本节点的照明回路与其它基本节点的传感器互联关系的编辑、下载和上传；各种互联关系的显示、保存和读取；停车场各照明回路状态的监控。

由于上位机管理软件应用组态技术，使用者可以很直观地编辑、修改节点间的互联关系。管理软件通过CAN接口卡或者CAN(串口转换器)同系统中的各个节点进行交互，实现互联关系的上传和下载。

2．2 控制方案的配置与修改方法

使用者可以通过多种途径生成一个适合于本地的停车场控制方案：通过传统的表格的方式描述停车场各个节点的互联关系；在停车场的平面图中通过简单的连线方式描述各个节点的互联关系；通过上载原有的停车场控制方案，对其进行修改，从而生成适合于本地的控制方案。

使用者也可以通过同样的方式对停车场的控制方案进行修改：通过修改互联关系的表格从而修改停车场各个节点的互联关系；运用组态方式，通过修改各个模块之间的连线关系，从而修改各个节点的互联关系。

2．3 控制节点的软、硬件设计

2．3．1 控制节点的硬件设计

控制节点位于停车场的出人口处，主要用于对停车场内的各照明灯回路进行远程控制，并能够实时监测、显示各回路的状态。

控制节点的硬件部分主要由控制器、CAN接口、外部存储器、状态指示灯、控制开关和看门狗等部分组成。CPU通过CAN控制器与CAN总线进行连接；外部存储器用于存储该控制节点的状态指示灯与系统中各照明回路的对应关系，也可以作为控制器的缓冲区。由于系统中是通过CAN总线进行通信的，最高的通信速率可以达  到1Mbps，所以对存储器的存储速度应该具有一定的速度要求；状态指示灯可以实时显示停车场内各个照明回路的开关状态，使用者只要通过这些状态指示灯就可以了解该停车场内的照明情况；控制开关可以方便使用者通过手动方式控制停车场内的各照明回路的开关状态，当出现紧急情况时使用者也可以通过其中的总开关打开停车场内的所有照明灯。

为了便于相互识别，每个系统中的控制节点都有唯一的标号，状态指示灯与系统中回路的对应关系是通过上位机的管理软件下载的。

2．3．2 控制节点的软件设计

控制节点软件主要负责控制节点的初始化、状态指示灯的显示、控制开关的监测和解释、CAN总线命令的读取和解释、CAN总线命令的发送、外部存储器的管理、中断处理等。

基于以上的功能，控制节点软件主要包括以下一些子程序：系统初始化子程序、CAN总线初始化子程序、状态指示灯显示控制子程序、控制开关解释子程序、CAN命令解释子程序、CAN命令发送子程序、外部存储器读取子程序、外部存储器写入子程序、CAN中断处理程序、定时器中断处理程序。

控制节点软件的主要部分就是对CAN总线的编程和对外部存储器的管理。根据控制的需要，在CAN总线上传输的命令被分为几类：联机命令、状态指示灯与照明回路对应关系的上传和下载命令、照明回路的控制命令、总闸命令等。控制节点软件要对从上位机和其它基本节点传送的所有的命令进行解释并做相应的处理。当节点数目较多，互联关系变得比较复杂，存储这些互联关系所需要的空间也就比较大，这就需要用外部存储器存储这些关系表，并且软件需要对这些关系表进行有效管理。

2．4 基本节点的软、硬件设计

2．4．1 基本节点的硬件设计

基本节点是控制系统中的照明设备和接收传感器信号的基本单元。当监测到人员或车辆通过时，基本节点除了负责自身的`照明回路的开关外也负责通知其它的节点，从而形成一个分布式的监控网络。

基本节点的结构与控制节点相似，不同的是存储器中存储着本节点的照明回路与其它各基本节点的传感器的逻辑关系表。其中CPU通过继电器组实现对停车场内各照明回路的控制。当有人员或车辆通过时，停车场内的传感器通过传感器组接口向CPU发送信号，从而实现该系统的监测功能。8位拨码开关用于指定该节点的序号。基本节点的其它器件与控制节点相同。

2．4．2 基本节点的软件设计

基本节点软件主要负责基本节点的初始化、继电器组的控制、拨码开关的读取、CAN总线命令的读取和解释、CAN总线命令的发送、外部存储器的管理、中断处理等。

基于以上功能，基本节点软件主要包括以下一些子程序：系统初始化子程序、CAN总线初始化子程序、继电器组控制子程序、拨码开关读取子程序、CAN命令解释子程序、CAN命令发送子程序、外部存储器读取子程序、外部存储器写入子程序、CAN中断处理程序、定时器中断处理程序。

基本节点的软件结构与控制节点的相似，需要处理的命令也与控制节点相似。基本节点软件要对从上位机、控制节点和其它基本节点传送的所有的命令进行解释并做相应的处理。

3 系统的特点

(1)采用模块化的设计：可以很方便地安装、拆除该系统的某一部分或者全部；

(2)方便灵活的配置方案：用户可以随时修改、上传、下载系统的控制方案；

(3)简单易用的上层软件：用户可以通过上位机简单直观地设计适合本地的控制方案；

(4)高度的通用性：由于模块化的设计，该系统可以很灵活地配置到不同的停车场中；

(5)较低的产品价格：相对于传统的控制系统，该系统可以节省大量的布线、安装的费用；

(6)节能：没有人或者车辆通过时，系统自动关闭照明灯，从而大大延长照明设备的使用寿命。

4 结束语

该系统能够大大降低现有的停车场照明系统的布线的复杂度，并且能够有效延长照明设备的使用寿命，实现照明的智能化，具有广阔的应用前景。

参考文献

1 阳宪惠．现场总线技术及其应用．清华大学出版社，

2 马国华．监控组态软件及其应用．清华大学出版社，

3 徐爱钧．彭秀华．单片机高级语言C51应用程序设计．电子工业出版社，

智能照明控制系统的设计论文 篇二

智能照明控制系统节能设计探讨论文

摘要：

本文重点介绍了智能照明系统在实际工程中的应用，简单介绍了智能照明控制设计系统，阐述当前智能照明对建筑节能的重要意义，合理地分析了智能照明系统的发展前景。

关键词：智能照明系统控制；总线；i—bus系统设计

一、背景。

随着社会飞速发展和更新，可持续发展战略已成为我国当前的重要任务。我国住建部计划至在建筑能耗领域，登上新的一级台阶。节能行动，刻不容缓。目前全球经济正朝着一体化靠拢。欧美发达国家本身经济的停滞不前，短期内很难有大型的品牌照明企业出现。并且环境保护成为全球化目标后，全世界的各个国家，特别是科学技术先进的地区，对于照明节能的需求将更为强烈，照明节能对于节约能源、保护生态系统、推动社会进步具有极其重要的意义。数据显示，我国是全球人均能源保有量最低的国家之一。

能源的利用效率不足40%，远远落后于发达国家。单位生产量的能源消耗比世界平均水平高出近3倍。相关部门研究表明，我国能源效率每提高一个百分点，直接经济效益可达130亿元。节能关键在于节电，我国或将成为节电市场的最大买家。智能照明控制系统是专门针对照明而开发的先进的智能化系统，能够节约大量的能源和资源，具有巨大的经济意义和社会意义。因此，在实际工程中进行照明控制系统的节能设计势在必行。

二、智能照明控制的工作原理。

电子感应技术和利用电磁原理的调压技术是智能照明控制系统的主要技术支撑，实时跟踪系统的供电情况，对电路的电流值等进行自动调节，改善电路情况，从根本上提高功率因数，从而达到照明节能降耗的目的。在目前国际公认较为成熟的智能照明系统中，ABB公司的i—bus系统较为成熟，采用国际通用的EIB/KNX标准。采用总线网络拓扑结构，是i—bus系统的主要工作原理，这使得系统具有10Mbit的通讯数率。使用线路耦合器对支线中的信号进行过滤，过滤后的信号进入主线，进而增加干线速率。

因为IP局域网接口和EIB/KNX使用，所以使得数据可以在两者间进行传递。IP网关可以高效地在KNX/EIB系统中进行数据的交换。I—bus总线不能接地，其具有屏蔽能力。开关控制模块具有带电检测功能，可以检测灯光回路的运行情况并且在故障时进行报警。主要应用领域为智能楼宇环境控制系统和智能家居控制系统，其主要控制功能为光控制、中央控制、电动窗帘控制、家居安防控制、温度控制、AV控制系统信号监视等。

三、i—bus的主要特点。

1、兼容性：

控制系统采用的是国际通用的EIB/KNX标准，可以满足使用者对不同功能的需求。电气安装总线采用大跨度框架及开放式的结构，可以使使用者便捷而迅速地调整建筑物的使用功效或者再一次规划建筑平面。极强的兼容性是该系统的优点，对于不同厂家的软件和元器件，在本系统的通讯中可以达到兼容，能够使系统稳定的运行。

系统内部的各个模块都是一个独立的个体，具有独自运行能力，不受其他器件的约束。无论任何的模块损坏或者损毁都不会影响到其他模块的正常运行，这种独立的运行模式使得系统维修保养方便，在对系统进行定期升级或者定期更换元器件时，整个系统仍然可以正常地运行下去。系统的可扩展性也是本系统的一大优点，如果想进行回路的增加，只需要直接添加相应模块，对于系统整体无需进行大改动。

2、安全性：

系统只运用一条i—bus总线，没有过多的电缆线路，更没有复杂的线路铺设。在现场只需要总线进行连接，24V的安全低电压连接保证了系统的安全，控制模块不需要复杂的布置，可以安装在配电箱内。

3、灵活性：

功能的调整和控制结构的修改十分灵活，对小部分程序进行修改即可完成目标，不需要对布线进行调整。通过物理信息的采集，自动刚系统设置为最优运行状态，方便管理并且节约能源。所有设备均为标准设备，模数化产品采用35mm导轨安装，现在设备才有86盒墙装，各种面板的探测器可以互换，实际应用十分灵活。

4、经济性：

系统能够大量减少维护人员，从而节约大量的维护费用，在节约费用的同时，提高了整体系统的。工作效率。i—bus系统采用红外线传感器、定时开关技术、亮度传感器调光技术，这些智能化的应用使得系统可以节约大量的电力能源，从而极大地节约了资源。比传统照明节约25%左右电能，投资成本三年内即可收回。

5、长期性：

软启动、软关断技术的使用是i—bus系统的又一个亮点，对于各个回路进行缓慢的启动，在一定时间内关断，这样有效减少了冲击电压对器件的损害，极大地延长了灯具的使用寿命。系统可以和消防报警系统、安全防范系统、闭路监视系统一起来构成一个完整的系统。同时采用ABB照明系统和BA系统的大厦，将大幅度提高大厦的智能化程度，增加该物业的亮点，提高大厦的出售和出租率，这些无疑都获得了许多长期的、可观的、潜在的收益。

四、i—bus系统设计实例。

以办公楼为例，在办公室各区域设置吸顶探测器，通过吸顶探测器对移动信号进行感应，因信号对灯光和风机盘管电源进行控制，实现工作时间启动照明灯和空调，休息时间自动关闭灯光和空调。根据预先设置的程序，定时开关灯光空调，从而最大限度地节约能源。例如，设置在会议室的智能面板可以对会议室的灯光、空调、窗帘、投影幕布等用电设备进行手动控制。普通办公室通过温控面板对空调进行控制。办公区域的吸顶式移动探测器可以根据环境的照度要求以及使用的空间自动调整开灯数量，确保满足照度需求。

五、总结。

在21世纪，能源与资源的高效利用已经成为评估一个国家乃至整个社会发展潜力的重要指标。我国是一个发展中国家，提高能源利用率必将大力推进我国经济建设和社会建设。智能照明控制系统在实际工程中的节能设计，将从根本上进行建筑节能。该领域将成为促进我国未来发展的重要领域。未来我国将成为节能设计及节能产品研发的最大受益者。

参考文献：

[1]马鸿雁，韩京京。会展中心照明控制与节能[J]。智能建筑电气技术，（04）。

[2]侯红磊。Ⅰ—bus智能照明系统在轨道交通中的应用[J]。工业控制计算机，，25（10）：11—12。

[3]闫波，杨林场。浅谈EIB/KNX智能灯光控制系统在大型会展建筑的应用[J]。福建建筑，（4）：111—113。

LED路灯智能控制系统探索论文 篇三

LED论文浅谈LED景观照明智能控制及应用

1、前言 LED以其节能环保、寿命长、可靠性高、色彩丰富、易控制（响应迅速、便于非标设计及超长跨距控制）等特点，在我国各大中城市景观照明中得到了广泛应用。在北京奥林匹克公园，夜晚的“水立方”（国家游泳中心）玲珑剔透，散发着湛蓝色的迷人的光芒。“水立方”的景观照明工程就全部采用LED照明，据估算，比采用传统的荧光灯照明全年可节电74.5万kWh，节能达70%以上。 LED色彩丰富，理论上仅用LED光源就能完全覆盖CIE色度曲线中的所有饱和颜色，即LED通过与磷的有机结合几乎能够产生任何颜色；LED可低压直流供电，调光方便，因此在景观照明领域具有其它光源无法比拟的优势。 目前，管理与控制一体化是照明节能的一项关键技术。配合适当的控制策略，按照环境整体要求对LED进行编程控制，通过LED光色的协调，即可产生整体的艺术景观效果。下面以实际应用为基础介绍管控一体化技术在LED景观照明中的应用。

2、LED景观照明管控一体化智能控制系统 LED景观照明管控一体化智能控制系统包括设备的监管和智能控制两大部分，现场设备的监控主要实现对照明回路、灯具的智能控制、防盗、在线故障诊断与报警等。LED景观照明的智能控制是区别于其他管控一体化系统的关键部分，通过智能控制策略可以充分体现LED应用于景观照明的优势，是将景观照明设计师的设计思想具体实现的有效手段。

2.1设备监控

2.1.1智能控制器/驱动器的安装位置 管控一体化控制系统在线路终端配置智能控制器。根据实际需求的不同，智能控制器/驱动器的安装位置不同：

a.一个智能控制器/驱动器负责一个/多个回路、多个照明设备的监控、防盗和数据传输的管理。此方案适用于照明设备较多，且相对集中的场所。

b.每个灯具安装一个智能控制器/驱动器。能自动监测到保护跳闸、线路故障、电压波动、开关控制异常等突发事件，并通过控制器内部的通信模块及时将报警数据上传到监控中心，供值班人员及时了解情况，做出处理。此方案适用于照明设备数量较少，且相对分散的场所。

2.1.2防盗问题 防盗是目前景观照明工程面临的一大难题，景观照明的设施大多在户外，周围人员流动大，给防盗工作带来很大困难。而管控一体化控制系统线路终端的`智能控制器可方便地起到防盗作用：

a.为灯具、配电箱设计防拆开关，通过智能控制器监控、检测电信号，与报警联动。

b.灯具内设计玻璃破碎震动开关，通过智能控制器监控、检测电信号，与报警联动。除此之外还可以通过远程视频监控系统进行监视，建立远程监控与人员巡更相结合的制度。

2.2智能控制 LED景观照明的节能控制主要体现在智能控制方面，并通过智能控制器与监控中心服务器的通信来实现下述功能。

2.2.1自动开关灯 a.根据所在地的经纬度和季节编制开关灯时间表，景观照明智能控制系统严格按时间表开关景观照明，这种控制方式的缺陷是，控制方式比较呆板，电能浪费较严重。 b.智能监控，根据光电传感器检测到的照度值控制开关灯，控制方式比较灵活，在无需人工干预的条件下实时地营造绚烂夜景氛围，同时也节约电能。

2.2.2动态自动调光 开灯之后通过视频图像处理技术对现场的视频监控图像进行处理，由监控中心的计算机计算出人流量，根据人流量对景观照明进行调光控制。

2.2.3动态场景变换 设定不同的景观照明场景，根据不同的日期和时间自动切换相应的场景，节假日设定多种节日场景，定时变幻效果。动态场景变换由场景控制单元自动完成，监控人员只需在监控中心通过视频监控即可，也可切换到人工操作模式，由人工操作实现景观照明场景的切换。

3、无锡广南立交LED景观照明的智能控制

无锡市外环的广南立交位于312国道和金匮路交叉口，占地面积约10万m2。在广南立交的景观照明控制系统中采用了点、线、面相融合的手法，来突出景观效果。在灯具布置方面，桥身侧立面采用LED带状洗墙灯，清晰地展现了桥身的线条轮廓；侧立面从上到下的光晕效果表现出环境的静谧祥和；LED投光灯对桥墩与桥身底面由下向上的泛光效果增强了桥身的体积感，给人以稳固、安全的感觉。整个桥身色可变，场景变换自然、缓慢，照明工程与自然景观融为一体，充分体现了“和谐自然”的设计理念。

3.1景观照明智能控制系统设计思路

无锡广南立交LED灯使用情况见下表。由于广南立交景观照明灯具数量较多，相对集中，且广南立交重点体现整体效果，多灯群控的方式可满足此效果要求。故，采用一个智能控制器/驱动器负责一个回路的监控、管理、防盗、数据传输的“管控一体化”的智能控制方式。

整个景观照明的控制以模块化的自动控制为主，手动控制为辅，每个控制节点通过自动装置结合软件系统，使得照明管理和设备维护变得更加简单，该控制系统由无锡城市夜景照明监控中心统一管理。监控中心由主机、相关外部设备，无线数据通信网络接口，以太网TCP/IP接口，网关服务器，监控大屏幕等部分组成。对各远端监控点采用轮询或并行访问方式，使管理人员能够远程控制、管理、监控LED景观照明系统的运行情况，既能监控灯具的使用状态又能防止盗窃，将传统的人工“巡灯”制度转变为“值班”制度，极大地提高了照明系统的管理效率。系统具有可扩展性。

3.2控制方案

控制系统分级控制，采用TCP/IP联网，实现命令的下达和状态的反馈。管理层可以通过TCP/IP登陆到服务器，实现远程控制。控制方案如下：

a.以每个景观节点为主要的控制节点，每个控制节点构成控制子系统，能够实现独立控制，也能通过管理监控中心的调度实现统一控制。

b.控制子系统中，采用RS485总线通过智能网桥实现控制装置与监控中心的通信，由自主开发的智能控制器/驱动器实现对灯具回路的控制。子系统内部手动控制优先于自动控制。自动控制时，根据不同纬度、不同季节、不同日期及光电传感器监测到的环境照度自动执行开关灯操作；手动控制时，由操作人员手动输入指令执行开关灯操作。

c.在重要的灯光景点设置视频监控系统，通过以太网与监控中心连接，将现场图像实时传送至监控中心的大屏幕上显示，监控中心可通过控制程序控制景点的灯光效果。

3.3监控主机软件

监控主机软件操作界面友好，为中文界面。为便于系统集成，提供标准的OPC（过程控制中的对象链接和嵌入技术）数据接口，可方便地与支持OPC协议的系统无缝连接。监控主机软件具有以下特点。

3.3.1图形化

采用友好的图形化界面及菜单。电子地图功能，可在窗口上显示灯光控制的逻辑状态，也能在地图上显示故障设备位置并报警。能接入监控系统的视频图像，查看实际的灯光效果。可监控当前的运行状况、可统计历史运行数据，如运行时间、用电量、维护记录等，可生成表格、打印输出。支持远程监控、手机报警。

3.3.2可扩展性

系统能在线升级；方便地扩容，不影响原有系统。

3.3.3互联性

系统提供标准的接口，便于和其它设备集成互联，实现多网合一，资源共享。

3.4广南立交实景效果

广南立交景观照明系统中，通过控制器对所有景观照明单元进行控制，所有LED单元可以根据指令单独或同步作全彩混色变化。通过调节控制指令，还可以改变波动变化的速度以及颜色变化的时间长度；每个彩色LED灯具单元可表现出接近真全彩颜色。

4、结束语

目前，广南立交LED景观照明系统已投入运行，系统运行稳定。经过现场调研，景观照明效果良好。管控一体化技术和相应控制策略的应用，减少了人员到现场次数，降低了运行、管理费用，具有明显的经济效益和社会效益。

智能照明控制系统节能设计探讨论文 篇四

LED路灯智能控制系统探索论文

摘要：随着智慧城市建设的快速发展，智慧路灯建设成为城市建设和人民生活的一个重要组成部分。本文针对目前路灯控制管理不合理，造成的大量电能浪费的问题，采用LED光源取代传统的光源，将传感器技术与ZigBee技术相结合形成物联网络，运用无线通信技术与服务器建立数据传输服务，设计智能化的LED路灯控制系统。

关键词：路灯；LED；智能控制；ZigBee

随着世界人口和全球经济规模的不断增长，能源匮乏和环境污染问题日益严重。因此，各国都在重视发展“低碳经济”。照明是现代城市的耗能大户之一，各国政府都开始积极寻求节能环保的绿色照明光源，绿色照明计划正在从一盏路灯开始，成为走向低碳经济的必经之路。LED具有体积小、耗能低、寿命长、环保、低电压驱动、反应快、无噪音、无频闪、电压可调等优点。因此，近年来LED灯越来越多地被城市道路照明所采用。LED路灯在降低灯具的能源消耗和节能减排上发挥了重要的作用，然而现有的路灯控制技术已经成为现在LED照明发展中的瓶颈。因此，设计出LED路灯智能控制系统具有十分重要的现实意义和实用价值。

1路灯的控制系统方案设计

根据系统设计的功能要求，确定了系统的设计方案。从路灯智能控制系统总体功能上看，可以划分为四个功能模块：（1）道路情况检测模块，（2）路灯相关的控制系统模块，（3）上位机界面监控系统模块，主要用于在监控中心对路灯工作状态的监控。（4）无线通信系统模块，主要用于路灯传感器之间，以及路灯和控制中心之间的数据传输。系统设计方案如图1所示，路灯智能控制系统主要由路灯终端、无线传输网络及监控终端三个部分组成。一个终端对应一个路灯。ZigBee协议负责路灯终端和协调器模块之间的数据传送，监控终端负责接收路灯终端发送的状态数据，最后将各种状态数据通过监控终端的无线网络模块传输至监控中心服务器，工作人员通过电脑或者手机上网登陆监控界面可以实时监控并调控路灯的工作状态。LED路灯智能控制系统具体功能主要包含以下几点：（1）检测车辆和行人功能根据道路上行人和车辆的通行状况，控制路灯的开启和关闭，从而在无人无车时路灯关闭，在检测到道路上有行人或者车辆时开启路灯，照亮道路，方便通行。（2）数据传输功能路灯上控制设备能通过无线的方式进行通信和数据传输，相邻灯杆之间的通信传递车辆和行人有无、速度等信息，为了使行人车辆始终处于照明范围之内，控制路灯应能及时点亮。（3）远程监控功能中央监控中心能够定期地自动巡查每个路灯的工作状态，并使终端节点设备定期向监控中心发送节点运行状态，从而实现路灯的状态在监控中。同时，也可以满足路灯的远程单灯控制功能。（4）查询管理功能检测设备的上位机界面连接数据库存储各个终端的相关数据，工作人员可以对相关路灯数据进行查询打印，还能对系统进行管理配置。（5）自动报修功能智能控制系统对各个模块进行自检，将检测到的路灯异常信息发送到监控中心。例如路灯不能正常工作，则会自动发送警报并报修。如监控中心接收不到某个路灯的数据，系统会报告相关的无线通信模块出现故障。（6）ID地址设定功能在安装前终端模块能够通过手动设置设备编号和网络号。每个ZigBee节点都具有唯一的IEEE地址，系统中能够人工设置节点的IEEE地址，并且维护一个设备ID、16位短地址与长地址之间的对应表。

2路灯终端的电路结构

电路构成如图2所示，以芯片CC2530路灯终端的作为核心处理器，与传感器电路，电源电路以及LED驱动电路组成。

3路灯控制模块

路灯控制单元的结构如图3所示。路灯控制模块主要由继电器单元、光耦隔离单元和受控LED路灯组成。光电耦合器件可以将微控制器与外部电路隔离开。CC2530的路灯控制信号CRTL与光隔相连接，光隔的输出信息向继电器发送命令，进而实现控制路灯的开启和关闭。

4软件设计方案

LED路灯智能控制系统的软件部分基于模块化设计思想设计，大体上分为基于ZigBee的控制设备的软件和上位机监控软件两个部分。ZigBee节点主要包括协调器和路由，其中，ZigBee路由节点主要控制路灯终端的现场设备，协调器节点为网络中心节点，通过串口与上位机进行通信。LED路灯智能控制系统中，主要有两种类型的ZigBee设备分别是协调器节点和路由节点。协调器节点主要涉及的主要任务有：（1）对协议栈进行初始化，并进行参数设置；（2）构建相应的网络；（3）维护网络拓扑，其他节点加入和离开网络时，分配网络地址；（4）定期对ZigBee监控节点的。数据采集进行监测；（5）监控中心通过对无线传输的数据进行判断，根据路灯状态数学做相应处理。LED路灯智能控制终端采用路由节点进行数据采集和无线传输，具体任务主要包括：（1）搜索并加入相应的网络；（2）采集传感器传回的数据；（3）通过与相邻节点进行通信，实现路灯的提前点亮；（4）定期把路灯的工作状态发送给协调器；（5）接收协调器发来的状态数据，根据状态数据做相应的处理。

5结论

本系统主要包括路灯控制终端和上位机监控两部分组成，利用无线传输网络实现路灯终端之间的道路信息传送，可以提前打开路灯。同时，控制终端会定期把路灯控制终端检测数据和工作状态发送到监控中心，上位机监控界面上可以很容易监控每个路灯的状态，达到及时检修的目的。LED智能控制系统不仅能够达到节能减排的目的，而且能够满足人们生活的需求，方便人们的生活。

PL2101在路灯控制系统中的应用 篇五

PL2101在路灯控制系统中的应用

摘要：新型直序扩频半双工异步调制解调顺PL2101具有功能多、抗干扰能力强等特点。利用它通过电力线载波应用系统可实现路灯的集约化及自动化管理和控制。文中介绍了用PL2101对路灯进行集约化自动控制设计的基本原理及软硬件实现方法，同时给出了其设计原理图和主、从控站的程序流程图。

关键词：电力线载波 路灯控制 PL2101芯片 通信协议

1 引言

为实现校园路灯控制的自动化，笔者应用PL2101芯片开发了基于电力线载波的路灯控制系统。该系统采用电力载波通信方式，它将所有的路灯连接到计算机上，并通过计算机监视所控区域内的路灯工作状态，可随时设定开关时间、路灯开启比例或单独革一个路灯的开与关。任一路路灯的工作电流和温度均可随时查询，路灯损坏时可实时报警，并可显示具体地理位置，以便于快速维修；当夜晚（或光线较暗）来临且处在交通高峰时，路灯全部开启，交通高峰期后，进入按比例开启，如午夜之后70%；在凌晨之前时段，路灯开启比例可以降到40%等，这样既兼顾了照明需要，又减少了电力浪费。

2 系统工作原理

该系统由三个层次组成，分为总控站、主控站及从控站。总控站由PC机组成，可与主控站通过光缆或无线电连接，以实现对各个主控站的管理，并设定开关灯时间及执行开灯比例指令，同时对主控站返回的信息进行汇总，对有故障的路灯通过图文显示出来，以便准确确定其所在的'位置。

主控站内部结构如图1所示。主控站通过光缆或无线方式来接收总控机的指令，并通过电力线载波的串行通信方式来对从控站进行监控。一个通信数据包由8字节数据组成，第一、二字节是主控标识，第三字节是命令，第四、五字节是从站地址，第六至第八字节为数据。从理论上讲，一个主控站最多可控制6万个从站。主控站采用广播方式发送命令数据，从机站收到通信包后进行数据分析，分析的内容：一是识别主机是否是自己的上级主控站，二是识别从机地址是否是自己的地址，只有在全部确认无误后，主控站才执行命令和相应的操作。

从控站的内部逻辑结构如图2所示，每个从控站可控制三组路灯，它通过电力载波接收电路来接收主控站的指令，并执行相应的操作，完成对工作电流的采样及处理，判断路灯是否工作正常，以便采取合理的保护措施；同时，它可以对现场工作温度进行采样处理，以便在温度超出正常工作范围时采取保护措施，同时将相关信息返送回主控站中。

3 硬件设计

3.1 主要元件的选择与性能

PL2101是一个新型的直序扩频半双异步调制解调器，载频为120kHz，带宽为15kHz，传输速率为500bps，接收灵敏度高达30μV，另外，PL2101还具有上电复位、电压监测电路、看门狗定时器及可编程实时时钟等附属功能电路。该电路抗干扰能力强，灵敏度高，且与TTL电平兼容。此外，PL2101与MCS51系列单片机的接口非常简

[1] [2]

PL2101在路灯控制系统中的应用 篇六

室内智能控制照明系统研究论文

摘 要：针对目前各种理想室内空间照明中存在的诸多不合理现象及照明系统的发展状况，为了使照明能更好地满足人的视觉活动和生理、心理需求，提出了以“亮度空间”理论为基础及线索，侧重强调了室内造型设计为主题的“间接照明”技术，通过具体空间造型与灯具的有机结合，达到了以人的视觉活动为参照的多种“情景模式”的要求。笔者设计了一套实用的室内智能控制照明系统，从而达到节约能源，改善人们工作、生活的光环境质量，提高工作效率的效果。

关键词：亮度空间； 视觉活动 ；情景模式； 间接照明

1. 引言

当今社会，随着科技的日益发展和人们的物质与精神生活水平的迅速提高，在针对于空间的物质功能与精神功能开发的同时，科学、有效地进行空间的照明设计受到了更多专业人士的关注。照明设计的关键，是使人能够清晰识别物体的形象，同时还要把使人心情舒畅的空间作为适合的场景凸显出来。对于使用设施与环境的。人来说，所谓舒适的光环境，其最佳的目标体现在用和谐的光线勾画出美丽宜人的景色，给人以身处其中的情绪上协调与美感，从而起到渲染环境、制造气氛、突出某种情调的作用。通过对照明的控制及室内造型设计达到室内光效随各种空间场景视觉功能的需求变化而变化，这就是智能照明系统。而找到依据，并且在室内设计中实现这样的依据，是本文要探讨的核心问题。

2. 室内智能照明系统研究的基本思路

2.1 室内空间照明系统概念

所谓室内空间照明系统[1-2]，是相对于室内环境自然采光而言的。它是依据不同建筑室内空间环境中所需求的照明亮度，选用合适的照明方式与灯具类型来为人们提供更好的光照条件，以便人们在建筑室内空间环境中能够获得最佳的视觉效果，同时还能够获得某种气氛和意境，从而达到增强其建筑室内空间表现效果和审美感的一种设计处理手法。

2.2 室内照明系统的三大要素

室内照明系统主要由光源、照明灯具和照明控制系统三个方面组成的。其中，光源的物理性能及参数变化，照明灯具的样式及其与光源或空间的关系实现了照明效果的多样性，而通过控制系统实现人对光环境的选择性和智能调控。

2.3 智能控制系统的技术特点

智能控制系统[3]的技术先进性体现在以下4个方面：线路系统、控制方式、照明方式和管理方式。

首先从线路系统方面上看，智能照明系统的电路可以分为总线式单控电路和总控式双控电路两种。总线式智能照明系统单控电路特点为：① 负载回路连接到输出单元的输出端，控制开关是用 EIB 总线与输出单元相连的。当负载容量较大时，仅考虑加大输出单元容量即可，控制开关不受影响；② 当开关距离比较远时，只需要加长控制总线的长度，以节省大截面电缆用量；③ 可以通过软件设置多种功能（例如，开/关、调光、定时等）。总线式智能照明系统双控电路特点为：① 当实现双控时，只需简单地在控制总线上并联在一个开关；②而进行多点控制时，依次并联多个开关，开关之间仅用一条总线连接，线路安装简单、省事。

传统的控制方式采用手动开关，必须保持每一路地开或关不同，而智能照明控制一般采用低压 2 次小信号控制，控制功能强、方式多、范围广、自动化程度高，通过实现场景的预设置和记忆功能，操作使用时只须按一下控制面板上某一个特定键即可启动一个灯光场景（各个照明回路不同的亮暗程度搭配组成一种灯光效果），各照明回路随即自动变换到相应的场景状态。上述功能也可以通过其他界面如遥控器等实现[4]。

2.4 智能照明系统的分析

室内空间光效通过控制系统来应对使用过程中的各种场景变化，从而使亮度空间达到最佳的预定照明设计效果。这个控制是通过对场景的调光和照明模式的切换来实现的。

1．室内空间自然光线强度的变化

智能照明系统中的光线感应开关通过测定工作面的照明度，与设定值作比较，以此来控制照明开关，这样不仅可以最大限度地利用自然光，达到节能的目的，而且可提供一个不受季节与外部气候环境影响的相对稳定的视觉环境。通常越靠近窗自然光照度较高，那么所需人工照明提供的照明度就低，然而合成的照明度须维持在设计照明度值。依据视觉需要，在不同情景模式之间转换的时候，将亮度空间维持在预设的设计照度值水平。

2．空间光效的衰减

通常情况下照明设计师对新建的建筑物进行室内照明设计时，均会考虑到随着时间的推移，灯具的效率及房间墙面反射率都会不断衰减[5]。因此，在设置初始照明度时，都设置得较高，这种设计不仅造成建筑物使用期的照度不一致，而且由于照度偏高设计无法达到节能效果．而采用智能照明系统后，虽然照明度还是偏高设计，但是通过智能调光，系统将依据预置的标准亮度使照明区域保持恒定的照明度，而不会受灯具效率降低及墙面反射率衰减的影响，这也是智能照明控制系统可节约能源原因之一。

3．室内空间活动内容的转换

在室内空间的活动内容发生变化时，作业的照明条件也应发生相应变化，这是一个动态的过程，因此，同一套照明装置必须满足在不同的时刻有着不同的表现要求。采用智能照明控制系统不仅可满足便捷控制[6]、灯光效果等要求，而且由于可观的节能效果（节电可达到 25﹪～55﹪）及灯具寿命的延长（灯具寿命延长 3～4 倍），又能在降低运行费用中得到经济回报，还能省去常规照明所需的大部分配电控制设备，从而大大简化和节省穿管布线工作量。另外，智能照明系统还存在着潜在价值，例如智能照明控制系统由于可提供人们最舒适的工作状态，从而保证了人们的身心健康，提高了工作效率。

3. 照明系统设计规划与室内空间中的应用

3.1 系统设计、安装流程图

3.2 室内空间的实际应用

以会议室智能照明系统设计为例，根据此案例给定的装修方案和亮度空间的要求，一般可以划分为以下四种情景模式，如“入场”、“主持”、“讨论”、“休息”，预期照明效果如图所示。

情景模式一：“入场”

当会议室门口智能感应探头探测到会议室有人来开会时，自动启动会议室全部照明，使会议室处于一个全亮状态，以示欢迎大家前来开会，同时，高亮度的照明更能清晰地显示会议室开始前的气氛。

情景模式二：“主持”

当主持人宣布会议开始或领导发言时，会议室周边区域灯光自动调暗，只保留主持人上方的灯光照明，以主持人区域为重点，着重体现灯光亮度，容易起到集中注意，重点突出的作用，使与会者更容易进入会议氛围。

情景模式三：“休息”

如果会议进程很长，中间需要休息调整，则调暗会议桌区域的灯光，调亮休息区域的灯光。

情景模式四：“讨论”

会议进程中，需要与会者一起讨论某件事，此时，会议桌区域的灯光调至最亮，调暗会议室周边区域的灯光，着重体现与会者及会议桌的亮度。

4. 结论

通过实例的验证，该智能照明系统不仅能提供不同情景模式之间的空间照明效果变换，而且满足人的视觉活动要求，达到节能效果。

浅谈车厢照明装置及其控制系统的探索论文 篇七

电力负荷控制系统应用论文

电力负荷控制系统应用论文【1】

【摘 要】 在电力资源相当紧缺的情况下，在需求侧采用电力负荷控制系统势在必行。

这不但可以加强需求侧的管理，还可以提高客户端的用电效益，可以促使人们优化用电方法，改变用电观念，促进节能环保。

但是，负荷控制系统也应该不断完善功能，以便更好服务于需求侧的管理工作，为整个电网的有序、安全、稳定运行提供保障。

【关键词】 电力 负荷控制系统 应用

1 应用电力负荷控制系统进行需求侧管理分析

1.1 实施电力需求侧管理的意义

电力负荷控制系统在需求侧的应用可以有效地缓和电力供需矛盾，可以有效地引导用户优化用电方式，可以大幅度提高用电效率，提高电力资源的利用率，最大限度地降低损耗，从而达到节能环保、优化电力配置的目的，确保电力资源的可持续发展。

1.2 需求侧管理的内容和实施手段

需求侧管理的主要内容有三点：(1)提高能效；(2)负荷管理；(3)能源替代、余能回收及新能源发电。

负荷管理有三种基本类型。

(1)削峰：在电网高峰负荷期减少用户的电力需求；通过削峰，降低电网的高峰负荷；(2)填谷，在电网低谷时段启用系统空闲的发电容量，增加用户的电力电量需求；(3)移峰填谷，将电网高峰负荷的用电需求推移到低谷负荷时段，同时起到削峰和填谷的双从作用。

在电力需求侧管理的实施手段方面，主要包括：(1)技术手段，通过采用先进的节电技术和高效设备来提高用电效率；本文正是详述的应用电力负荷控制系统这一有效技术手段进行需求侧管理达到负荷整形从而提高客户终端用电效益。

(2)经济手段，指各种电价、直接经济激励和需求侧竞价等措施对电力负荷进行调节和引导用电需求。

(3)引导手段，对用户进行消费引导的一种有效的、不可缺少的市场手段。

(4)行政手段，是指政府及其有关职能部门，通过法律、标准、政策、制度等规范电力消费和市场行为，推动节能增效、避免浪费、保护环境的管理活动。

图1 需求侧系统结构示意图

1.3 负荷控制与客户服务的关系

如何处理电力紧张期与客户的关系，是电力负荷控制系统也必须解决的问题。

系统通过远程控制实施强制错峰，势必会影响到电力企业与用户的关系。

错峰是电力负荷系统在需求侧实施管理的重要手段，那么如何在错峰后对客户进行适当的经济补偿，是必须考虑的问题。

因此，建议国家结合电价改革，出台有关需求侧管理在电价体系中地位的政策法规，提供资金保障，合理补偿有关行政手段、技术手段和有关用户开支的成本，不能不顾客户承受能力和经济利益而强行限电来减少客户端用电需求。

1.4 GPRS通讯盲区问题

电力负荷控制系统通常采用GPRS通信，因此通信的成功率对系统的运行有着直接的影响。

而通信受天气、地理位置、用户周围环境影响较大，甚至会出现信号盲区或者错误。

电力负荷控制设备安装于地下室或者建筑结构十分密集的地方；电力负荷控制设备串接的电流互感器采用双绕组形式，由于双绕组电流互感器两绕组所产生的电磁场互相干扰，从而造成负荷控制系统采集到的数据与实际存在差异。

针对上述情况，可以采取下列措施：安装天线增加通信信号接收能力；采取通讯模块外移的方法，也就是将通讯模块与采集器分开，将其放置于通讯信号较好的地方；安装信号放大器或抗干扰的器。

2 电力负荷控制系统的应用效果

2.1 大大增加了负荷预测的准确性

供电企业对自身的供电能力是了如指掌的，但是对于用户的电力负荷却难以掌握，只能对其进行预测，因此，负荷预测是需求侧管理的必要条件。

电力负荷系统可以对用户的用电情况实时进行监控，采集电力负荷的相关参数，为负荷预测提供了参考数据，从而提高电力负荷预测的准确性；另外还可以通过对用户电力负荷参数的统计、分析，充分了解各种负荷的特点，为优化用户的用电方案提供依据。

准确的电力负荷预测为在不同条件下拟定需求侧管理的有序用电指标提供可靠依据。

2.2 准确掌控负荷曲线，优化运行方式

通过电力负荷控制系统监控、记录用电企业的负荷曲线、用电特性，掌握其实施需求侧管理的潜力，并可按定企业、定设备编制可强制错峰、可主动避峰、可安排轮休、可直接限负荷的企业及对应的各级负荷管理目标，进行负荷分析后优化电网运行方式、协调分配电力资源、确保电力供应。

2.3 保证电网安全稳定运行

对电力负荷进行实时动态控制，保证电网安全稳定运行。

将一个电力负荷控制设备安装于用户端，当需要进行紧急限电时，可以在规定的时间内对用户的用电负荷进行控制，以保证电网运行安全稳定。

2.4 提高错峰效果

通常是采取人工现场督察的方式来落实错峰方案，而很多用户对错峰工作有抵制情绪，不愿意配合错峰工作，因此，错峰效果较差。

而电力负荷控制系统可以对负荷进行分级控制，强行实施错峰，只需要将负控终端接入跳闸回路即可。

负荷控制系统的应用不但确保了用电方案的果断实施，实现了有序用电的科学调配，还避免了现场错峰督察的矛盾，大大提高了错峰工作的效率。

3 结语

综上所述，电力负荷控制技术是实施计划用电、节约用电、安全用电的技术措施，具有遥控操作、负荷控制、远程抄表、实时监控等功能，为需求侧管理提供了有效的技术支持，负荷控制系统的应用使需求侧管理工作有了相应的成效，利用负荷控制系统进行负荷管理，提高了客户终端用电效益，电力负荷控制系统也将在用电管理现代化实现的进程中起到越来越重要的。

参考文献：

[1]苏芳。浅谈电力营销中的负荷控制[J].现代经济信息，2012(18).

[2]席燕。关于电力营销管理中负荷控制的浅谈[J].电子世界，2012(14).

[3]王鑫。电力负荷控制管理终端运行中存在问题的探讨[J].石河子科技，2012(2).

[4]游卿。负荷控制在电力营销管理中的重要性[J].中国新技术新产品，2012(2).

[5]陈欣，李彬。电力负荷控制系统的简要回顾及未来发展方向[J].黑龙江科技信息，2011(36).

[6]徐向军。电力负荷控制技术在需求侧管理中的应用[J].自动化应用，2011(12).

电力负荷控制系统在需求侧管理中的应用【2】

摘要：随着我国现代化建设的不断深入，电力资源的需求量急剧增大，现有的电力供给已经出现较大的缺口。

在严峻的电力供求形势下，充分利用电力负荷控制系统，提高电力使用效率，维护正常的用电秩序势在必行。

文章简单介绍了电力负荷控制系统的功能及组成，并分析了其应用成效，对其应用存在的问题进行了分析，并提出了相应的改进措施。

关键词：电力负荷控制系统；需求侧管理；负荷管理；GPRS通信；错峰；限电

我国社会经济飞速发展，社会主义现代化建设逐步深入，城市建设如火如荼，对电力资源的需求也越来越大。

自2011年3月份以来，全国电力资源供求形势越来越紧张，各大电网都出现了严重的电力缺口，把我国推向了又一个“电慌”阶段。

在当前如此紧张的电力供求形势下，如何利用现代技术手段将现有的电力资源合理调配使用，以免因电力缺口而影响到社会主义现代化建设及人民的生产生活，是我们广大电力行业从业者急需解决的问题。

由此，电力负荷系统在需求侧的管理中的应用越发广泛，该项技术可以随时随地掌握用户负荷的变化情况及其电力消费规律。

因此，可以提前对负荷进行准确的预测，更加有效地控制电力负荷，从而提高终端用电效率，维护正常的用电秩序。

1 电力负荷控制系统的工作原理

电力负荷管理系统是指利用无线、有线、载波等通信方式，由安装在用户侧的采集控制装置和供电公司的监控系统实现对用户或某个区域电力、电能等用电状况进行监测、控制并对采集数据信息进行分析，加以应用的综合系统。

包括终端装置、收发设备及信道、主台软硬件设备及其形成的数据库、文档等。

20世纪80年代中国开始引入负荷管理系统，90年代中期得到大力发展，系统从最初的控制功能转变为集遥控、遥信、遥测等多项功能于一体的较为完善的负荷管理系统，经过十几年的运行与使用，已经得到了供、用电双方的认可，成为沟通供用电企业的最便捷的桥梁，目前负荷管理系统在需求侧管理中已得到广泛应用。

2 电力负荷控制系统功能

停车场照明智能控制系统的设计与实现论文 篇八

PL2101在路灯控制系统中的应用

摘要：新型直序扩频半双工异步调制解调顺PL2101具有功能多、抗干扰能力强等特点。利用它通过电力线载波应用系统可实现路灯的集约化及自动化管理和控制。文中介绍了用PL2101对路灯进行集约化自动控制设计的基本原理及软硬件实现方法，同时给出了其设计原理图和主、从控站的程序流程图。

关键词：电力线载波路灯控制PL2101芯片通信协议

1引言

为实现校园路灯控制的自动化，笔者应用PL2101芯片开发了基于电力线载波的路灯控制系统。该系统采用电力载波通信方式，它将所有的路灯连接到计算机上，并通过计算机监视所控区域内的路灯工作状态，可随时设定开关时间、路灯开启比例或单独革一个路灯的开与关。任一路路灯的工作电流和温度均可随时查询，路灯损坏时可实时报警，并可显示具体地理位置，以便于快速维修；当夜晚（或光线较暗）来临且处在交通高峰时，路灯全部开启，交通高峰期后，进入按比例开启，如午夜之后70%；在凌晨之前时段，路灯开启比例可以降到40%等，这样既兼顾了照明需要，又减少了电力浪费。

2系统工作原理

该系统由三个层次组成，分为总控站、主控站及从控站。总控站由PC机组成，可与主控站通过光缆或无线电连接，以实现对各个主控站的管理，并设定开关灯时间及执行开灯比例指令，同时对主控站返回的信息进行汇总，对有故障的路灯通过图文显示出来，以便准确确定其所在的位置。

主控站内部结构如图1所示。主控站通过光缆或无线方式来接收总控机的指令，并通过电力线载波的串行通信方式来对从控站进行监控。一个通信数据包由8字节数据组成，第一、二字节是主控标识，第三字节是命令，第四、五字节是从站地址，第六至第八字节为数据。从理论上讲，一个主控站最多可控制6万个从站。主控站采用广播方式发送命令数据，从机站收到通信包后进行数据分析，分析的内容：一是识别主机是否是自己的上级主控站，二是识别从机地址是否是自己的地址，只有在全部确认无误后，主控站才执行命令和相应的操作。

从控站的内部逻辑结构如图2所示，每个从控站可控制三组路灯，它通过电力载波接收电路来接收主控站的指令，并执行相应的操作，完成对工作电流的采样及处理，判断路灯是否工作正常，以便采取合理的保护措施；同时，它可以对现场工作温度进行采样处理，以便在温度超出正常工作范围时采取保护措施，同时将相关信息返送回主控站中。

3硬件设计

3.1主要元件的选择与性能

PL2101是一个新型的。直序扩频半双异步调制解调器，载频为120kHz，带宽为15kHz，传输速率为500bps，接收灵敏度高达30μV，另外，PL2101还具有上电复位、电压监测电路、看门狗定时器及可编程实时时钟等附属功能电路。该电路抗干扰能力强，灵敏度高，且与TTL电平兼容。此外，PL2101与MCS51系列单片机的接口非常简单，因而完全能够满足系统要求。

AT89C2051和89C55WD系列单片机是具有Flash存储器且指令与MCS51完全兼容的、高性价比的微处理器。其中89C2051带有2kBFlash存储器，可用于从控站。89C55WD则具有20kBFlash存储器，可用于主控站。

TLC0832是一款8bit二通道三总线的A/D转换器，其特点是体积小巧、占用单片机资源少，且性能优良。

3.2电路设计

该设计中的接收放大电路如图3所示。其中D7用于箝位，以防止过大的浪涌电流；C5、L1及Q1组成输入信号选频放大电路，以对输入的微小信号进行放大，从而提高接收灵敏度。

发射放大电路如图4所示。这种发射放大电路非常简单，主要由4个三极管组成，四个二极管起保护作用。从控机数据处理及控制电路原理如图5所示。当PL2101收到的载频信号经内部电路处理后，它将解调出数据bit信息，并经RXD输出，同时HEAD同步输出低电平。当AT89C2051的INT1产生断并接收bit后，会根据预定格式合成相应的指令信息；同时根据指令中所规定的时间设置来修改开关灯时间及开灯的比例，并执行开关灯的操作等。另外，它还将在开灯后监控电流、温度等参数，以便在严重超标时执行保护措施，同时及时给主控机发送故障原因信息。

主控机信息处理电路如图6所示。它的调制与解调电路与从控机一致，在图中增加了中文液晶显示和一个12键键盘，可用于现场进行电路参数设置。与总控机之间的通信采用行通信协议，并通过中断由SBUF进行收发，员时经SN75176转换成RS-485电平。其物理结构可以是光纤或无线数据传输设备。

总控机的作用是在PC机上用VB开发整个城市路灯控制系统的线咱图，它可在某一路灯发生故障时，准确及时地显示出故障发生的具体位置和可能的故障原因。

3.3软件设计

该系统软件要用C51语言编写，并采用全部模块化编程。从控机中的单片机程序模块包括对PL2101的接收以及电流和温度采样、路灯控制等，其主程序流程如图7所示。主控机中的程序模块主要包括对总控机通信数据的接收、键盘的扫描、显示以及对从控机发送数据等，其主程序流程如图8所示。图9为其中断程序。

4结束语

该城市路灯控制系统开发完成后，目前已被应用在860只路灯的小型应用控制系统中。实际使用证明：该系统性能稳定良好。

室内智能控制照明系统研究论文 篇九

浅谈车厢照明装置及其控制系统的探索论文

LED目前虽已广泛应用于车辆照明装置特别是仪表背光照明中，但在车厢内照明的装置中，LED的应用仍在起步阶段，目前车厢照明所使用的照明设备大多是荧光灯，而荧光灯有发光效率不高，电源效率低，寿命不够长，有紫外线辐射，易碎，有污染等缺点，相比之下LED灯就弥补了这方面的不足。随着LED技术的快速发展以及LED工业生产的关键技术指标对于灯光发光效率要求的逐步提高，LED的应用将越来越广泛。特别是随着全球性能源短缺问题的日益严重，应国家建设资源节约型、环境友好型社会的号召，人们越来越关注LED在照明市场的发展前景，LED将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的潜力光源。在灯具设计方面，LED将更加趋向节能化、人性化和艺术化。因此，LED灯是接替荧光灯作为车辆车厢下一代照明的最优选择。

1主要工作

本文以车辆LED照明控制系统为研究对象，提出了针对照明控制系统的设计理念，重点研究LED结构设计和控制系统的构成及设计。研究的背景及意义是查阅资料了解当前国内外在该领域的发展情况和技术水平，详细了解LED照明的相关情况和注意事项，作为设计的借鉴和指导。确定了车厢照明系统LED照明装置结构和控制系统的方案设计，在考虑到LED照明发展中面临的问题的同时，针对该LED外形结构和控制系统设计构想以及主要关键技术进行了相关的方案选择设计，并制定了总体的研发思路，进行了紧急照明系统及其软件部分的设计。根据设计目的和要求，进行车辆LED照明系统部分的设计，主要是主机的选择、灯具的设计和相关驱动电路的设计，并进行验证，最后确定选择方案。整个设计过程中必须注重的一个问题就是信号采集和信号的传输。控制系统部分的设计也遵循简单直接的原则。LED与传统光源相比，具有节能、环保、响应时间短、效率高、体积小、寿命长、抗震性好等多项优势，因而受到人们的青睐，也成为当前各国半导体照明领域研究的热点。

2车厢照明装置系统工作原理和总体设计方案

电气系统总体设计：车辆LED照明控制系统设计必须满足车辆照明的要求。例如地铁车辆经常穿行于地下和地面，由于地下没有阳光而地面又会有充足的光线，当采用传统的照明时，由于LED灯没有调光的`能力，这就会导致车厢内亮度的不统一。为了解决上述问题，所以在车辆中设计的LED照明设备必须具有自动调光的功能。自动调光的功能需要有光亮采集模块的存在，除此以外还应有对光亮强度的处理模块。最重要的还有LED的驱动问题，多个高亮度LED组成一个完整的LED发光模块，此时就需要一个可靠的LED驱动芯片。LED驱动模块之间存在着很大的距离，因此需要选择一种有效的信息传输通道。硬件部分的设计完成后，最后还有软件部分的设计，软件部分设计的好坏直接影响到整个系统的稳定性。

由上述分析，总的设计方案可以总结为以下几点：(1)选择适合的处理器芯片，芯片的运算速度必须足够，价格也适当，可靠性有保障。(2)选择正确的光亮调节模块和光亮处理模块，模块对光线的强度的灵敏度必须能够达到一定的精度要求。(3)选择可靠的LED驱动芯片，芯片必须能够驱动大量的发光二极管，对其能够驱动的功率要求比较高，同时其抗干扰能力和稳定性都必须有保证。(4)选择可靠性高的信息传输通道，抗干扰能力必须很高，比如RS232通信协议。(5)编写简洁可靠的程序，程序要求结构紧凑，简单易懂，逻辑清晰。设计要求满足不同车厢系统和不同车型、车体要求的LED照明系统。采用LED的灯具应尽可能地利用LED的定向发光特性，使灯具中的各个LED分别直接把光线射向被照的各个区域，再利用灯具反射器的辅助配光，来实现灯具的综合配光。通过对LED阵列光源应用于照明的光学原理和结构设计进行研究计算，在满足国家标准要求的基础上达到最优化。针对LED的眩光问题，对LED照明系统的灯罩进行新工艺处理，并在灯罩中加入不规则的纳米级颗粒，以解决眩光问题。根据不同车型和不同车体的要求，设计研究要满足不同需求的LED照明系统的外形结构。根据光线反射原理，确定照明系统的LED排列方式和灯罩外形结构，设计并优化最佳光照系统。提高光照度的均匀性，改善灯具的光照性能，提高光照度和对光能的利用率。

3电气控制系统处理器

在设计系统的过程中，单片机的选择至关重要，无论是从稳定性，还是性能和价格的角度上都必须满足设计要求。本文选择STC89c51单片机。其程序下载十分方便，这也是此单片机的一个十分重要的特点。单片机在用户系统上即可下载/烧录用户程序，而无须将单片机从已生产好的产品上拆下，再用通用编程器将程序代码烧录进单片机内部，因此不必再购买通用编程器。有些程序尚未定型的产品可以一边生产，一边完善，加快了产品进入市场的速度，减小了新产品由于软件缺陷带来的风险。由于可以将程序直接下载进单片机看运行结果，因此也可以不用仿真器。大部分STC89系列单片机在销售给用户之前已在单片机内部固化ISP系统引导程序，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，故无须编程器(速度比通用编程器快)。

4应急照明系统

对于传统的紧急照明系统，一般都是在检测到外部电压突然断电后就直接启动了，但这并不适用于轨道车厢中的情况。相比于普通楼宇的紧急照明，车辆不可能存在24h供电的情况，当车辆回到停靠站，结束一天的行程时，其电力系统是会被关断的。如果此时紧急照明灯亮了，岂不是白白的浪费电能？而且减少了蓄电池的寿命还起不到紧急照明作用，完全失去其意义。

所以，对于轨道车厢的应急照明系统来说，它应该具有同时满足几个条件后才能开启的特性。总的来说就是，检测到主电路中没电，同时检测到没有光亮，有声音。这样这个照明系统才是比较完整的，也是比较具有实用意义的。

随着社会的发展和人类精神文明的进步，对生命和财产安全越来越重视，人们对火灾等其他因素引起的危害认识越来越深，消防的意识日益增强，用于火灾预防、报警、灭火和安全逃生的设施、器材层出不穷，因此有必要研究轨道车厢中的应急照明系统。

应急型照明系统是一种非常重要的照明装置。在正常状态供电时会自动对后备蓄电池进行充电处理，在电源忽然间停电后自动切换成蓄电池进行供电，提供了应急照明的功能，在高楼、教学单位楼、卖场和娱乐场所等人员相对密集的地方得到广泛的应用。它还涉及了建筑物等发生火灾时工作人员的安全疏散、消防应急灯照明和方向指示等项内容，在消防救援中起到了十分重要的作用，通常被人们称作“生命之灯”。采用LED作为应急照明的应急灯，具有以下忧点：寿命比较长，能耗比较低，显色性比较高，易维护，体积较小，点亮速度较快，无频闪，发光效率远高于传统光源，无有害金属，环保等优点，因而成为了现代的主流产品。

5结束语

由于受到客观条件的限制，本文对于一些问题的研究还不够深入仔细，如对车厢LED照明装置中散热进行详细的仿真计算和分析，结构设计中的力学详细计算分析，车厢LED照明系统防火、防水、震动等问题，以及轨道车辆LED照明系统可靠性研究及产品工艺优化等有待做进一步的深入研究。实验结果表明，LED在车厢照明系统中应用是很具有潜力的，然而由于光效和价格的原因，目前还没有得到广泛的应用。但是LED完全可以替代普通白炽灯在车厢中使用，确保高效而稳定的工作。不同于白炽灯，LED不仅简单、方便，而且给人一种舒适的感觉。随着工业生产和各种技术的发展，LED将会是未来车厢照明系统中不二的选择，并将取得最广泛的应用。在今后的研究中，应该更充分发挥LED的优势，从更加人性化地设计和提高灯光光照度的均匀性、改善灯具的光照性能、提高车厢内LED照明系统的光照度等方面着手，优化设计出最佳的光照系统和更多的新型灯具。

路灯照明智能控制系统的应用论文 篇十

依赖着计算机科学的发展，我国智能控制系统技术在国际智能控制系统技术上都占据着一席之地，全国人民也越来越重视智能控制系统。虽然我国在实际中不断运用城市路灯照明智能控制系统，但在实际的操作中，但仍然又很多技术难题。在二十一世纪这个新时代，科学技术引领着时代潮流，我们需要进一步研究探讨城市路灯照明智能控制系统，才能推动我国智能控制系统站在国际领先水平。

1.城市路灯照明智能控制系统的组成

1.1主控系统

主控系统是主要的控制系统，他的功能主要是监控城市照明路灯的性能、质量，控制照明路灯。智能控制的要求主控系统全面监控城市路灯照明系统的运行状态，此过程需连接多项设备，包括打印机、计算机和投影仪等。两台计算机是主控系统的核心部分。智能控制需要一台，另一台待机备用，因此在电隔离的情况下，计算机信息也能稳定传输，从而计算机之间信息流通得到保障。城市路灯照明有不同需求时主控系统也能自动运行自动操作，即使在可监控、监测的状态下智能控制系统的仍有较高的运行水平。

1.2数据传输装置

数据传输装置可分为无线传输和有线传输两种方式。大多数情况下无线传输较简单，步话机和无线电台便可以实现。有线传输的方式比较多，主要方式有RS-485线网、电话线、公用电话网进行传输。主控制系统和本地控制系统的数据传输主要是通过无线电台传输。

1.3本地控制系统

本地控制系统有三部分，包括电台、子站、配电柜等。它是一个单一的'控制系统，有了主控系统，即使在主控机失效而无法工作时，本地控制系统也能长时间监控城市照明路灯的状态，这是它最主要的优点。不过有时候也会出现信息或时间传输在主控系统和本地控制系统协同合作市出现延迟的问题通，这时我们需要把主控机的控制范围缩小，拆分成几个不同的小范围，每个小范围的信息更容易收集，这样把收集起来的各个小范围的信息通过广域网传输，于是城市道路照明路灯的智能化控制就得以实现。同时，为了方便故障查找和障碍维修，路灯控制系统也可建立一个可以存储数据信息以及资料的信息管理系统。

2.智能控制系统在城市路灯照明中的应用

2.1本地控制系统中子站分析

不同路段路灯和三相电功率的分配各不相同，不同型号的路灯节能方式以及照明组合方式也不相同，这些是在设计本地控制系统时不得不考虑的要素。每种组合方式都需要一个触发器，只有加入触发器才能实现各种组合模式，照这个原理，如果照明组合方式越多，需要更多的触发器才能完成，因此用于改善的道路照明的成本随着问题的方案的增多而相对增加。本地控制系统中的子站主要完成的是路灯的开关控制，其控制流程是：由于各个区域不同城市对照明程度的需求不同，四季变化导致的昼夜长短也不同，当通信系统完整建立之后，主控机需要综合考虑上述因素来制定出合理的城市照明路灯开关时刻表及亮度方案，这些信息会通过信息传递系统传递到各个本地控制系统的子站中。这些传递到子站的信息会存放在一个可以改写只读存储器中。这个存储器是可以改写的，当不同情况发生时，或在不同时间照明需求不同，存储器里的信息是可以改写的。这样的控制方式，最大程度的加少了电能的浪费。子站除了完成路灯的开关控制，还有，另外一个功能，还负责采集由电流或者电压互感器测量后经ADC转换的支路电流、电压数据。最后，子站把收集到的电流电压信息通过互联网+传输到主控系统当中，因此我们把子站作为本地控制系统和主控机之间的枢纽。有了子站，在系统应对紧急情况时可大大减少了排出故障的时间。

2.2通信模块分析

通信模块的转换是计算机和计算机外接设备之间进行数据通信的重要部分。通信模块由电源插座、调制解调器接口、控制批示灯、发送批示灯、串行接口五部分构成。通信模块选择RS-485为串行接口方式，便于RS-485组网通讯的利用；调制解调是模块调制方式，具体有两个主要作用，一个作用是通过收发共线的设置方式，成为外接电话线。第二个作用才是最主要的功能，它是用来完成外接无线电台设备，该调制解调方式一定要满足ITU-TV213的标准，调制方式是FSK半双工的模式，中心频率为1700Hz，400Hz为它的频偏，通信速率是0-1200bps。为了提高了系统的抗干扰能力与系统稳定性，调制解调与RS-485口之间采用的耦合方式都为光电隔离方式。数据先由PC机平台控制软件利用串行接口传输到通信模块之中，然后再由通讯模块将接收的信息数据转化为所需的信息方式进行发送。

3.结语

传统的城市路灯系统为了适应行人，行车及节约能源的需要正在向高精度方向发展也就是向智能化方向发展。随着科技进步，智能化已融入我们的生活，智能化的路灯控制系统也逐渐引起了各界人士的关注，最近单片机应用到了路灯控制系统，更加提升了路灯控制的智能化，想要完全实现路灯的智能化控制系统，我们还需要不断努力。

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