（厦门市集美市政园林有限公司）
【摘 要】目前，我国的路灯智能监控系统处于比较低的水平，寻求一个智能水平高，监控性能好，成本低的路灯智能监控系统已迫在眉睫。本文通过介绍基于Zigbee、电力载波、3G技术、GPRS和GSM的路灯智能监控系统，对比其优缺点，旨在为今后的路灯智能监控系统的研究提供一定的理论基础。
【关键词】路灯智能监控系统；Zigbee；电力载波；GSM
1．概述
随着我国城市市政建设的快速发展，传统的路灯监控系统已不能满足城市现代化发展的需求 [1]。路灯智能监控系统是将计算机技术和通信技术应用到路灯监控系统中，实现系统的自动化和智能化监控，预防事故的发生，提高照明质量及维护、检修效率，从而保证道路亮灯率和设备完好率、节约能源、减轻劳动强度，避免相关事故的发生[2]。
路灯智能监控系统是在路灯监控的基础上实现智能化，其核心因素是通信方式。本文通过介绍基于Zigbee、电力载波、3G技术、GPRS和GSM的路灯智能监控系统，对比其优缺点，以期为今后路灯智能监控系统的发展提供一定的借鉴作用。
2．路灯智能监控系统的应用与研究
随着我国城市化的力度加大，道路照明现代化也得到很大的关注，实现路灯监控系统的智能化具有重大的意义。根据大量的文献，国内外已经设计出多种路灯智能监控系统的方案[3]。本文主要对五种路灯智能路灯监控系统进行介绍，阐述工作原理、对比其优缺点。
2.1 基于Zigbee的路灯智能监控系统
Zigbee 技术是一种基于物理层和媒体访问层为标准的技术，与其他短距离无线协议相比，具有功耗低、可靠性高、复杂度低、支持大量网络节点和运行费用较低等显著优点，非常适合在城市路灯系统中应用[4-5]。
基于Zigbee所设计的路灯智能监控系统主要由监控终端控制器、Zigbee网络、监控中心三部分构成。该路灯智能监控系统充分利用了Zigbee技术的优点，同时在该系统中将无线通讯、自动化控制、监控系统组网和数据库四种技术于一体，形成一个完整的路灯监控系统，为实现路灯监控的智能化和高效化提供一个可行的实施方案 [6]。图1所示为，基于Zigbee的路灯智能监控系统的工作示意图。
基于Zigbee的路灯智能监控系统综合了无线传感网络技术和单片机技术，解决了路灯监控系统里面各个方面的问题，例如，电缆防盗以及故障位置的确定等。Zigbee技术具有技术先进、智能化高、稳定性高、使用简单、成本低等优点。因此，基于Zigbee的路灯智能监控系统的相关技术可以广泛使用，具有很好的应用前景。但同时该系统也存在一些不足，比如通信距离较短等，有待更好的改进与开发。
2.2 基于电力载波的路灯智能监控系统
基于电力载波的路灯智能监控系统具有其独特的地方，廖惜春等研究设计的基于电力载波的可寻址LED路灯智能监控系统，通过检测环境亮度及自适应动态PWM 调制技术可以实现智能调光，通过使用 SENS-01电力载波模块，利用可寻址技术可以实现电缆监测及灯具故障精确定位和智能监控，是一种高效、节能、环保、多功能、高可靠和智能化管理的系统[7]。下图2所示，该系统的组成框图。
在路灯监控系统中，采用电力载波通信技术和传感器检测技术，可以使路灯根据不同的时间和亮度自动调节亮度、颜色等，还可以对路灯的使用状况进行远程实时监控，进而实现对路灯监控系统的智能化管理，同时可以延长路灯使用寿命，节能和环保等 [8]。
2.3基于3G技术的路灯智能监控系统
3G技术具有覆盖广和传输速率快的特点，将其应用到路灯监控系统中，可以实现路灯智能监控的广泛性和智能性，可以提高监控的效率，并且成本较低。该系统主要包括智能控制终端模块、3G集中控制器和远程监控中心。基于3G技术的路灯智能监控系统具有技术先进、结构简单、通信实时准确、控制范围广、系统容量大等优点，提高了路灯照明系统的智能化控制水平，扩大了应用范围，前景广阔[9]。下图为基于3G技术的路灯智能监控系统的工作示意图。
在基于3G技术的路灯智能监控系统中，智能控制终端模块具有极为重要的作用。智能控制终端模块通过将电力载波通信与终端控制器结合成网。通过3G无线通信网络为载体，将数据信息与终端控制器进行交换，从而实现对城镇路灯系统的实时监控，解决了路灯监控系统里的亮灯率计算、实时传送电缆故障位置等难题，并且在实现了路灯监控系统的智能化和高效化同时，大大降低了路灯监控成本，具有很好的经济效应。
2.4基于GPRS的路灯智能监控系统
传统路灯监控系统存在很多的问题，例如：能源浪费严重，成本高，无法实现实时监控等[10]。
特别是对于路灯全部开启造成的能源浪费和部分路灯开启可能会造成交通事故的两大重要问题，都是可以通过路灯智能化监控避免的。该系统从路灯监控系统的原理出发，充分利用GPRS技术的优点，将二者合理有效的结合起来，实现路灯智能监控系统的智能化，可以有效地解决上述两大难题。
基于GPRS的路灯智能监控系统包括：终端设备与GPRS设备的连接；GPRS无线网络；GPRS无线网络与中心软件的连接；LZ713C GPRS DTU 与中心软件的连接。该系统相对于传统的路灯监控系统具有很多的优点，数据传输速度快、效率高等。
2.5基于GSM的路灯智能监控系统
该路灯智能监控系统将GSM技术的特点(覆盖范围广、稳定性高、使用简单和成本低)充分的体现出来，以GSM网络作为监控系统数据传输通道，对路灯照明设备的工作状态、运行参数、安全因素及运行环境等因素实行远程无线监测、控制。GSM技术成本低，操作简单，利用率高，保密性好等优点，是应用最广泛的智能化技术[11]。该系统主要包括监控计算机、GSM模块、GSM网络和分控点等。图4所示为，基于GSM路灯智能监控系统的构成示意图。
图4：基于GSM的路灯智能监控系统的组成
该系统是一个分布集散性的智能监控系统，充分利用了GSM技术的优点，解决了分控点布线复杂和难于维护，困难多等问题。基于GSM的路灯监控系统在实现智能化监控和实时监控的基础上，可以充分发挥高稳定性，成本低和使用简单等优势。但是，该系统也存在着一定的缺陷，传输数据较慢，接入时间长等。
3．结束语
传统的路灯智能监控系统应用，由于系统本身存在着智能化低，费用高，实施复杂等缺点，一直未受到重视，对路灯的发展形成了障碍。因此，在路灯智能监控系统中，引入新技术，开发新的路灯智能监控系统具有重要的意义。我国的路灯智能监控系统必定会向着高效、节能、环保、多功能、高可靠和智能化的方向发展。
参考文献：
[1]李志远，钱乙余，张海九等．先进连接方法(M)．北京：机械工艺出版社，2002， 195-196．
[2]J．克劳特克洛默、H．克劳特克洛默著、李靖等译，超声检测技术(M)．广州：广东科技出版社，1984．
[3]高飞，祝昌汉，林若慈．新能源及其在建筑照明上的应用［J］．照明工程学报，2010. 6．
[4]蒋培兴．基于AT98C52的大功率太阳能LED路灯电路设计与仿真［J］．照明工程学报，2009. 4．
[5]吴春海，吴贵才．太阳能在城市照明的应用前景［J］．照明工程学报，2005. 2
论文作者:王国勇
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
标签：路灯论文; 监控系统论文; 智能论文; 技术论文; 载波论文; 系统论文; 终端论文; 《工程建设标准化》2015年6月论文;