关键词：智慧城市；建设；智慧照明
1智慧城市建设过程中智慧照明的重要性
智慧照明是智慧城市的重要组成部分，也是智慧应用领域的热点之一。随着科学技术的进步，智慧照明被赋予了更多的内涵。而在智慧照明系统实际设计应用过程中，除了需要以往传统的照明设计外，其若干关键技术仍有待进一步的研究和探讨。《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》中明确:按照走集约、智能、绿色、低碳的新型城镇化道路的总体要求，推动一代信息技术创新应用，积极发展民生服务智慧应用，有效提高城市综合承载能力和居民幸福感受。《“十三五”国民经济和社会发展规划纲要》中强调:推进能源消费革命，实施照明系统升级改造等重点工程。《“十三五”节能减排综合工作方案》中指出:综合采取节能减排系统集成技术，推动照明等系统优化升级。从智慧城市发展的角度来看，我们迫切需要集约、智能、绿色、低碳的民生服务类的智慧应用，以提升居民的幸福感和满意度。从智慧照明发展的角度来看，我们迫切需要对现有照明系统改造升级，以实现节能减排的目标。
2智慧照明控制技术的发展现状
2.1LED城市夜间智能照明控制系统
LED灯比普通白炽灯具有明显的优势，其不仅颜色多样、稳定性强，更加重要的是低碳环保。LED照明技术在我国城市照明体系当中，已经成为主流，取代了绝大部分的普通光源的照明，近几年来，LED用于商业领域更加普遍，各种各样的照明控制系统逐渐出现，这就为LED占取城市照明系统提供主要推动力。设计LED照明控制系统所依据的是计算机通信控制技术，主要呈现从主到次、从总到分的模式控制体系，利用该控制系统能够完成一个网络控制多个灯的构想，同时远程控制距离也可以大大延长。不仅如此，该控制系统具有良好的稳定性，控制效率也有明显优势，同时网络控制所需成本不高，这就使得城市景点以及道路景观等场所对其广泛的应用。
2.2总线式智能照明控制系统的发展现状
总线式智能控制系统设计所依据的是应用多个智能控制模块，这些模块根据需要进行排列，并且嵌入微处理机，最后构成总线。该设计模式的优势是能够独立运行，即使主机出现问题，整个系统也可以正常运行。因此该模式具有较强的可靠性以及稳定性，能够进行合理的更改，开放性较强。由于总线式智能照明控制系统具备上述优势，因此其可以与手机和电脑进行互联，利用手机或者电脑就可以实现灯光的有效监控、切换和控制。该控制模式在工矿产业、建筑以及铁路运输等领域都已得到很好的利用。同时，随着近几年的发展，该体系有望在楼宇建设自动化、智能家居等领域得到更好的应用发展。
2.3城市灯光无线集中监控照明系统
城市灯光无线照明控制系统所运用的核心是计算机控制，计算机对数据分析处理，然后对该系统进行管理和监控。除此之外，还需要应用到GPS全球定位系统以及GIS地理信息管理系统，这两个系统同样是该控制体系的重要组成部分。城市灯光无线集中控制管理系统能够完成远程通信与测量、远程控制的任务，在该任务上的升级操作还可以完成实时数据和图像的传输，实现自动化控制。近年来，互联网不断发展完善，这对于城市灯光系统的发展具有极大的推动力。在举办世博会期间，基于互联网的灯光控制管理系统可以利用互联网终端，对展会的任一处照明设备进行控制管理，同时还可以对照明设备进行实时的检测，更加全面的实现照明设备的管理。
2.4一体化智能灯具发展发展现状
在LED照明技术基础之上，一体化智能灯具运用而生，该灯具在LED灯光照明的优势之上进行改良，其可以与集成设备和传感器完美结合，能够和环境变化进行关联，当环境产生光线、声音、红外线等变化时，该灯具也可以依据事先输入的程序，进行变化。随着LED固态照明技术不断的发展，该照明技术将会逐渐实现灯光自动化的变化，灯光的明暗随着人的来去进行及时的变更，这已经慢慢成为可能，并且逐渐改变着我们的生活。一体化智能灯具可以应用到的领域众多，其安装运行成本不高，稳定性强，因此被人们所广泛接受，创造了更高的经济效益。
3城市照明智慧结构分析
3.1 感知层
感知层是智慧照明的皮肤和五官，用于识别目标，采集信息。作为系统应用的最前端，感知层的信息感知和采集效果对于系统功能的有效实现有着决定性的作用。在智慧照明常用的传感技术有雷达、摄像、红外定位及光敏传感器、温度传感器、电压电流传感器等，其特性见表１。由于计算机视觉学科的快速发展，基于图像识别的照明目标探测和识别将成为未来照明的主流感知技术。
表１ 传感技术比较
3.2通信层
通信层由两级通信网络组成，一级主网通信介质主要是ＧＰＲＳ或ＣＤＭＡ，二级子网通信介质具有多样性，总体可分为无线和现场总线。现场总线技术具有传输稳定、抗干扰能力强和安全系数高优势，是智能照明市场主流通信技术。ＣＡＮ总线、ＬＯＮ总线、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ总线和基金会现场总线（ＦＦ）是目前最为常见的总线。无线通信可以克服布线的限制，使用灵活、便捷，是智能照明的组网的趋势。ＺｉｇＢｅｅ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ－Ｆｉ和可视光通信（ＶＣＬ）是目前智能照明通信领域最主要的４种无线物联网通信技术。ＺｉｇＢｅｅ技术可实现网络节点自由增删，达到灯光自适应控制效果。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ可将手机、ｐａｄ等设备纳入控制终端，降低了硬件成本。基于Ｗｉ－Ｆｉ的照明系统充分利用现有的Ｗｉ－Ｆｉ信号，非常适合家庭和办公等场所。基于可视光通信的照明系统绿色低碳，能够有效避免无线电通信电磁信号泄露等弱点。
3.3控制层
智慧控制是由多学科交叉形成的，其发展过程取决于人工智能技术、模糊推理、认知技术和仿生控制论等学科的发展及其之间的相互结合运用。智慧照明的核心在于智慧控制，通过运用人工智能、运筹学理论对其进行优化，并将该理论同自动控制方法相结合，使得系统能够无人干预的情况下自主运行，到达智慧、节能、高效、便捷的效果。如图1所示，本文列举了计划控制、场景控制、最优化控制、自适应控制、模型推理控制等５种智慧控制方法。
4结语
目前，智慧城市的建设已经成为全球趋势，而具体到每个专业的建设，最热衷投入的还是产品制造方。由于政府部门的积极性不高、管理部门的不热衷，制约着智慧城市的建设。一方面关于智慧城市、智慧照明建设还需要向民众推广、宣传，其理念更需要向政府有关部门进行渗透和宣传，只有各部门都了解有关智慧城市的内容，才能更客观、更顺利地保证智慧照明的建设。另一方面，还需要创新技术的不断推动，以大数据、云计算、互联网、移动互联网为代表的新一代信息技术为支撑，找到专业的切合点、融合点，使得各方均受益，自发产生变革的驱动力才能推动智慧照明的稳步前进。
参考文献：
[1].智慧城市之物联网智慧照明发展趋势[J].工业设计,2016(02):34-35.
[2]汤洪.基于智慧城市的照明信息管理系统[J].现代物业(上旬刊),2015,14(05):93-94.
[3]刘紫燕,罗超,帅暘,毛攀,吴俊熊.大数据技术在智慧城市照明建设中的应用[J].科技视界,2015(28):51-52.
论文作者:穆建国
论文发表刊物:《科技中国》2018年4期
论文发表时间:2018/8/10
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