（广州市照明建设管理中心，广东，广州，510230）
【摘 要】本文对城市道路照明控制中的电力线载波PLC 技术、ZigBee 技术等的特点，以及标准化、网络化、智能化发展趋势进行分析比较，并介绍道路照明智能控制的技术应用。
【关键词】道路照明；LED 路灯；智能控制；无线监控管理系统；PLC技术；ZigBee 技术；
随着社会的快速发展和生态城市的快速建设，城市的规模日益扩大,需要管理的照明设施在迅速增长,管理难度和工作量也成倍增加,早期的道路照明管理模式已不能适应城市发展的需要。为了提高城市照明管理部门的工作和管理效率，实现照明的人性化、节约能源，城市道路照明无线监控管理系统应运而生，它是一种城市照明的高效管理模式。
1、道路照明的主要控制技术
进入21世纪，路灯照明控制系统不再仅仅局限于城市道路的集中监控，已发展成为集城市照明控制、管理维护、照明设施的管理分析、城市各个相关部门快速联动等为一体的综合性城市照明无线监控管理系统。
下面将介绍几种主要的道路照明控制技术。
1.1 PLC 技术
电力线载波（Power Line Carrier，简称PLC 技术）是运用电力线载波实现信息传递的通信方式的统称。该技术通过已有电力线将路灯照明系统连成智能照明系统，在电力线上加载不同信号，使用电力线载波的特点进行各种信号传输，通过电力线调制解调器把不同信号分离出来，并将各种不同信号传送到不同设备中。PLC 技术的最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递，同时节省电能，延长灯具寿命并降低运行维护成本。完整的电力载波LED 路灯控制系统，包括主站控制中心（服务器）、基站（集中）控制器、路灯（单灯）控制器，以及实现基站控制器与路灯网络之间通讯过程的协议软件。当前基于PLC的城市道路照明智能控制系统一般是通过GPRS / CDMA和PLC结合的方案实现，本文试验段案例正是采用GPRS/ CDMA 和PLC 结合的方案（如图1所示）。
1.2 ZigBee 技术
ZigBee 和PLC 等智能系统一样，需要GPRS/CDMA的网络支持，其结构本身与图1 PLC技术结构类似，但是ZigBee 网络最大的特点是自组织网，只要ZigBee子网络彼此间在网络模块的通信范围内，通过彼此自动寻找，很快就可以形成一个个互联互通的ZigBee 网络。其控制系统通过ZigBee网络和GPRS网络的连通实现远程监控。该系统可分为监控中心、GPRS / CDMA 网络网关和ZigBee子网3部分
（如图2 所示）。
由于ZigBee 是一种短距离、低功耗的无线通信技术，远距离无线通信采用GPRS 技术，两种通信技术互为补充，在扩宽监测范围的同时也提高了监控系统的智能水平。另外，ZigBee 网络是一个由可多达65000个无线数传模块组成的无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个ZigBee 网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可根据需要从标准的75 m无限扩展。通过ZigBee无线自组织网络将区域内的路灯都组成一个ZigBee子网，若干个ZigBee子网通过GPRS 网关组成大型路灯网络，在监控中心可以实现对各个ZigBee子网中的每个路灯进行无线智能控制。
1.3 其它协议技术
DALI协议虽然是专用于照明控制的协议，但DALI智能照明系统也可以作为一个独立的系统来运作，DALI系统的开放性，使其可以方便地和目前得到广泛应用的建筑物管理系统（如EIB、Lonworks、LUXMATE 和BATIBUS 等）无缝连接。由于DALI具有开放性好、采用数字控制技术、采用DALI构成的可寻址数字控制系统、造价低、易于安装、系统构成灵活、可以级联（组成主/从控制系统）的特点，适用于办公室、学校、住宅等楼宇智能照明控制系统。由于其自身的优势体现在楼宇照明，而在道路照明的缺陷明显，目前采用DALI技术的道路照明控制的运用较少。
2、城市道路照明智能控制的发展趋势
现在的道路照明控制兼容了控制系统、LED、智慧城市、物联网等概念，具体来说是集合了控制、电子、通信3个方面的技术，城市道路照明智能控制随着相关产业技术高速发展，已经打破传统道路照明的观念，城市道路照明智能控制的发展主要趋势为：标准化、网络化、智能化。
2.1 标准化
标准化是城市道路照明系统的发展趋势，照明控制系统使用的相关设备非常多，不可能都是一个厂家生产，如果不同厂家只兼容自己厂家的产品，那么不同厂家的设备将无法同时使用。由此看来，智能照明控制系统设备的标准化迫在眉睫。而事实上，市场照明品牌种类繁多，并且很多照明企业也有各自的照明控制系统，各自使用的协议和端口，各个产品之间不能直接实现互通，因此城市道路照明控制系统首要考虑的就是产品兼容控制的问题，统一平台则能很好地兼顾各方利益，减少因产品不兼容而造成的浪费与不必要的消耗。因此各种厂家的照明控制系统、单灯控制系统及相关内部设备的相互兼容是智能照明发展的趋势。
2.2 网络化
照明控制系统离不开通信介质的选择，如无线通信GPRS / CDMA、光纤通信、电力线载波通信PLC、现场总线，畅通的通信网络控制也将改变有线网络的局限性，使控制更加灵活、多样。由于技术的不断更新发展， 网络化的新形态——物联网已经开始运用在城市道路照明系统控制中，物联网是新一代信息技术的重要组成部分。虽然目前国内对物联网也还没有一个统一的标准定义，但从本质上看，物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升，将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用，使人与物智慧对话，创造一个智慧的世界。因为物联网技术的发展几乎涉及到了信息技术的方方面面，是一种聚合性、系统性的创新应用与发展，也因此才被称为是信息技术的第三次革命性创新。因此，道路照明智能控制的通信介质也会迎来新的发展趋势，数据传递将会更快，构架方便灵活，安全无干扰，兼容性好，更便于对照明系统的集中管理。
2.3 智能化
所谓智能化照明系统，就是指利用现代的云计算技术、网络通讯技术、智能自动控制技术、微电子技术等多种新科学技术，实现可根据环境条件、客户预订客观需求等条件而自动采集照明系统中的各种参数，并可对所采集的参数进行相应逻辑分析、合理推理、动作判断，对结果按特定的形式进行存储、显示、传输以及反馈控制等处理以达到最佳的控制效果的一种智能照明控制系统。随着智能照明控制系统的不断完善，系统中的设备数量和品牌种类的不断增加，智能照明控制系统应满足可扩展性的需求，使新设备、新模块能接入系统中。对于控制系统而言普遍涉及到一些智能体功能模块，如感知模块、通信接口模块、知识模块、推理机制模块、控制模块。智能化的道路照明控制系统也有了传统控制系统所不能实现的功能，如地理信息功能、变频控制/自动稳压/功率控制功能、调光功能、场景功能、单灯控制、气象联动、多点控制、工况监测、故障自动反馈、统计分析与查询功能、系统自动升级维护与管理功能。
3、结语
城市照明控制技术的进步是城市发展的需要，也是市民对优美、和谐的城市光环境的需要，LED路灯智能控制的成功应用满足了这种需要。从实际的安装测试结果看，路灯的智能控制达到系统设计的预期效果。
论文作者:范晓龙,姚灵林,王艺深
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年6月
论文发表时间:2015/10/15
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