路灯的文化与设计范文

路灯的文化与设计篇1

关键词：模8计数器 Multisim2001 交通灯控制器 BCD码显示器

中图分类号:TN702 文献标识码：B 文章编号：1007-9416(2012)01-0001-03

1、交通灯控制器的功能及要求

设计目标及任务分析。

本设计的交通灯系统工作的十字路口由A、B两条交叉的道路组成，要求实现的控制过程为：

A街道绿灯亮，同时B街道红灯亮，保持3秒；3秒后A街道绿灯熄灭，黄灯亮，保持1秒；1秒后A街道黄灯与B街道红灯同时熄灭，继而A街道红等亮，B街道绿灯亮，并保持3秒；3秒后B街道绿灯熄灭，黄灯亮，保持1秒；1秒后A街道红灯与B街道黄灯同时熄灭，继而A街道绿灯与B街道红灯亮。依照上述过程如此循环。

路通灯控制系统与其他控制系统一样，划分为控制器和受控电路两部分。根据交通灯控制器的设计要求，本课题需要实现一个8秒的周期循环控制。整个系统由一个模8计数器和6个交通灯组成，为了更直观地观察模8计数器工作过程及交通灯的受控状态，电路中接入BCD码显示其显示循环过程。

2、交通灯控制器数字电路设计

2.1 模8计数器设计

74LS160 是一个具有异步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数器,功能管脚图及功能说明分别如图1和表1所示。

因为74LS160兼有异步置零和同步预置数功能，所以置零法和置数法均可采用。图2所示电路是采用异步置零法接成的八进制计数器。由于要产生8s的控制信号，所以CLK端输入1Hz的脉冲信号，而8s一循环相当于摸8计数器，即0000-0111，当计数器计成QDQCQBQA=1000状态时，非门74LS04D将QD=1的信号转化为低电平信号给CLR端，将计数器置零，QDQCQBQA回到0000状态。

2.2 显示电路

译码器的逻辑功能是将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号或另外一个代码。在数字测量仪表和各种数字系统中得到广泛的采用，一方面供人们直接读取测量和运算的结果；另一方面用于监视数字系统的工作情况。

本逻辑系统电路采用CTCMOSIC，这是一种采用CMOS-TTL混合集成工艺的CMOS逻辑电路。因此，它既具有一般COMS集成电路的各种特点，还具有一般CMOSIC所欠缺的强驱动特性，即所谓的低能耗、强驱动的特性，是一种COMS-TTL兼容的集成电路，具有静电功耗低（一般为微瓦数量级）；电源电压范围宽（4～15V），适宜与各种电平的电路相匹配；抗噪声能力大。直流噪声容限可达45%电源电压；负载能力强，可直接匹配驱动LED数码管等特点。完成的设计的电路图如图3所示。

2.3 交通灯逻辑表达式的设计

首先对A街道绿灯（GA）的设计进行分析。根据设计要求GA的时序波形如图4a)所示；根据波形图得到GA真值表，如表2所示；得到真值表后可以根据卡诺图的步骤进行卡诺图化简如图6b)所示。

化简后的逻辑表达式为：

同理可以得到A街道黄灯（YA）、A街道红灯（RA）、B街道绿灯（GB）、B街道黄灯（YB）、B街道红灯（RB）的化简后的逻辑表达式，分别为：

3、交通灯控制器电路实现及仿真

根据上述逻辑表达式，可以用门电路画出相应的电路图。在完成电路设计后就可以采用Multisim软件进行仿真分析，其步骤为：创建仿真电路原理图电路图选项的设置使用仿真仪器设定仿真分析方法启动Multisim仿真。

步骤一：按照常规方式从各元件库中调用元器件放置到电路窗口中，并按照已经计算好的参数对元器件进行相应的设置。Multisim的界面上的In Use List栏内列出了电路所使用的所有元器件，使用它可以检查所调用的元器件是否正确。放置完所有元器件后需要按照设计好的原理图对其进行线路连接，连接后的交通灯控制器电路如图5所示。

步骤二：正确连接电路及逻辑分析仪后启动Simulate菜单中的Run命令或者按下F5

步骤三：交通灯交替闪烁过程及时间显示功能的仿真结果。

如图6a)所示，上排的是A街道灯，下排是B街道灯，图6b)所示的是BCD码显示器，可以观察到的现象：BCD码显示器自0开始计数当计数到7时回到0重新计数，如此循环。与此同时A街道绿灯（GA）和B街道红灯（RB）同时亮，依照计数器的计数节奏3秒后，GA熄灭YA亮；1秒后YA与RB同时熄灭，RA与GB亮；随后相对于上半周期，3秒后GB熄灭YB 亮，并且在1秒后同RA一起熄灭。如此完成一个周期，再回到计数器0状态继续循环。

步骤四：通过逻辑分析仪对电路的工作情况进行分析，得到时序逻辑图，如图7a)所示为的仿真时序波形图，图7b)所示为的仿真时序波形图。逻辑分析仪窗口，自上到下的波形依次是，A街道绿灯（GA）、A 街道黄灯（YA）、A街道红灯（RA）、B街道绿灯(GB)、B街道黄灯（YB）B街道红灯（RB）。

注意事项：Simulate菜单中的Default Instrument Settings...命令，在打开的Default Instrument Settings对话框中选择“Real”或“Ideal”可调整仿真速度。逻辑分析仪的时钟设置为1Hz。

4、结语

本课题是为十字路通灯的控制而设计的，可以实现交通控制的自动化。结合课题设计的要求，确立了一个基于74LS160计数器的交通灯控制器的设计方案。交通灯控制器的设计采用的是时序逻辑电路的设计方法，按设计要求将同步十进制计数器构成为八进制计数器，通过对实际情况的分析，得出交通灯相应的时序波形图，之后得到真值表，最后通过卡诺图依次对各交通灯状态进行化简得出逻辑表达式，完成了整个设计。

为了进一步验证设计的正确性，本课题通过Multisim软件来创建电路原理图，然后再通过基本操作对电路仿真情况进行观察。通过仿真，可以看出仿真结果符合设计要求，结果正确，达到了预期的目的。

参考文献

[1]刘建沁.从零开始学电路仿真Multisim与电路设计Protsl技术[M].北京:国防工业出版社,2006.

[2]王冠华，王伊娜. Multisim 8电路设计应用[M].北京:国防工业出版社,2006.

[3]康华光.电子技术基础模拟部分（第四版）[M].北京:高等教育出版社,2000.

[4]郑步生,吴渭.Multisim 2001电路设计及仿真入门与应用[M].北京:电子工业出版社,2002.

[5]郭勇.EDA技术基础（第二版）[M].北京:机械工业出版社,2006.

作者简介

刘建华,男,1976.2.28,高级技师。担任上海市职业教育项目式教学系列规划教材编委会电气运行与控制专业分委会委员，研究方向：机电工程应用技术。

路灯的文化与设计篇2

【关键词】全天候嵌入式智能控制 LED智能控制设计

中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：

一．引言

随着我国经济建设的快速发展和深入城市化进程，传统的路灯照明控制照明系统中存在着很多的缺陷，例如：出现大雾、大雨等恶劣天气，如果路灯出现故障，只能通过巡查的工作人员反映，而不能及时自动的反映到照明控制系统中，这给人们带来了许多不便。它一般采用有线电缆里控制照明灯具，对LED路灯进行调控相对来说运营成本比较高。因此，我们需要建立一套全天候的智能路灯控制系统和提供一种低成本、智能的自动控制系统。以便能够最大程度的实现节能环保。

二．路灯智能控制系统总设计

在设计路灯系统控制器之前，先了解系统各个功能情况。本文是根据具体情况采用两种智能路灯控制系统方式，对系统设计除了要硬件系统简单之外还要兼顾软件系统不能过于复杂，和硬件相互统筹。

本文对系统设计的思路是对路灯进行及时控制，最初是时钟显示，设定开关时间程序，根据天气和LED情况设计合适的方案，分别阐述系统硬件和软件设计原理与程序。

智能路灯控制系统传统路灯控制系统有些不足，主要功能设计如下：(1)路灯控制系统有时钟功能，不仅能够控制整条线路按时开灯和关灯，还应能够分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。(2)路灯控制系统应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。(3)路灯控制系统应能根据交通情况自动调节亮灯状态。(4)当路灯出现故障时(灯不亮),路灯控制系统应发出声光报警信号，并在路灯控制器上显示有故障路灯的地址编号。

三.全天候嵌入式智能路灯控制系统的设计方案

1.硬件设计原则

对于硬件设计的主要思路：一是系统扩展，二是系统配置。

（1）选择好的电路，为硬件系统标准化、模块化打下坚实基础。

（2）硬件系统资源利用简化值得我们考虑。其原则是：尽可能使用软件功能，有效简化硬件结构。

（3）系统中的器件与性能想协调。

系统扩展配置满足应用系统要求。

减少干扰性。的器件越多，干扰性越强，造成系统不稳定性，所以在硬件器件中尽可能简化。

2.硬件结构设计 控制系统采用模块化设计，系统硬件结构如下图所示： （1）时钟模块：该芯片线路比较简单、功耗较低、价格实惠，它能够控制和节省单片机单片机I／0口资源，该设计使用的是串行时钟芯片DSl302，有传统设计的时钟显示而且格式分为24或12小时计时，对于时间能够全自动地调整。DSl302在保证时钟的准确性同时还提供了对后备电源进行细电流充电的能力，断电后还能继续工作。时钟模块提供智能路灯控制系统可以机械化电脑键盘控制。

（2）信号采集模块：信号采集模块包括物体检测模块和环境亮度检测模块，前者能够对马路两侧进行监视，捕捉行人和车流，当物体经过时会调整适当的亮度，提高光电传感器的精确度。后者是利用光敏器件来检测的，主要是感光度根据环境的亮度能够自动的调整。 （3）报警模块：发生告警时，立即发出声光告警（支持语音报警），当监控中心操作人员确认告警信息之后（按下告警确认按钮），告警声音消除，告警指示灯依然闪烁，直到新告警发生，才重新打开告警声音。若超过一段时间仍没有人操作，发送短消息通知相关人员。

（4）显示模块和键盘模块：根据实际内容在显示屏中记录数字，采用键盘独立式来调整时间和工作模式。2.系统软件设计：系统软件部分设计按照子程序或中断服务子程序来调用，主程序流程图如下

针对传统路灯使用的不足，采用智能控制型路灯的益处：

（1）可实施远程控制。智能控制路灯系统可对路灯进行全程、全天候地监控和管理，这样就会减少人力、无力、财力的投入，与此同时工作效率也明显提高。

（2）信息化、数据化、智能化程度的提高。结构和规模上的管理，有大量的网络监控技术，整个都控制在信息化、数据化的程度上，这些对检查人员提供了监控和管理上的数据信息，为系统开发、决策、维护打下了坚实的基础。

（3）及时反映和采取有效措施保证系统正常进行，排除故障。在总站的工作人员可以通过报警系统将数据反馈，可以及时发现故障和问题加以及时维护。

三．LED智能路灯控制系统设计方案

1.对于LED智能路灯设计，我们要做到的是“所需而控”，系统集稳定性、实用性、可操作性与经济性于一体，构成完善可靠地自动化。

设计原理如图所示：

（1）路灯供电系统是利用太阳能和风能储蓄电能，在需要的时候由蓄电池供电。

（2）红外线热感应传感器控制着亮度自动调节路灯，在一定的范围内测试LED路灯亮，反之，会出现熄灯的效果，整个系统的控制程序都是按照检测的感应器来传递信号，运用其功能达到控制灯亮的程度和情况。

（3）声光报警:声光报警装置是利用光敏传感器检测来判断LED的路灯亮灭情况，它是由蜂鸣器和发光二极管组成，从而发出声光来检测报警。当有故障时，单片机驱动蜂鸣器报警同时使对应的二极管发光，当系统某支路中LED路灯不亮，此时说路灯出现了故障。然后通过显示模块上的数据，作出适当的调整。这样，该系统的设计才能有效使用。

2.系统程序流程为：系统先使用蓄电池供电，检测是否接通电源。初始化后进入路灯设计的默认的系统模式。根据环境光线强度判断是否开启LED路灯。当进入设定模式进行设置时，对日期、时间和输出功率的设定，然后等待外界检测信号的输入，判断接收为正常开关路灯信号、环境监测信号、交通状况信号，等等，显示在LED屏上，通过二极管发光进行判断，以便及时做出调整。

四. 结果分析

由于知识有限，实现智能控制环境条件、节能等各方面因素，本文设计只是从理论上设计，针对总体设计作一部分的模拟设计，但是可以看出全天候嵌入式智能控制和LED智能控制的方案是可行的。硬件系统的设计和软件程序的编程。。但仍存在不足的地方，由于时间有限只列举了全天候嵌入式智能控制和LED智能控制两种简单设计方案，我采取了一些有效措施，优化整机构造，在查阅资料和动脑中学到了一些有用的知识。

五. 结束语

本文设计了全天候嵌入式智能控制和LED智能控制两种方案，有相同之处，但各有各的使用长处价值。采用智能化路灯控制系统成本低廉、黄精光控制电路，在交通状况传感器中经济实用，不仅能够满足正常的道路照明功能，还能有效节约电力资源，使得城市的路灯系统更加科学且更具人性化。同时也提高了路灯系统的维护和工作效率，初步减少了劳动力。为了满足设计要求和工作需要，智能设计控制系统简单明了，从而使整个系统便于以后改建和升级，具有广泛的应用价值。

参考文献：

[1]肖丽仙.基于单片机的网络化路灯制系统设计[J].国外电子测量技术.2006，(2)

[2]罗海荣.发光二极管的研究现状与发展趋势[J].半导体光电.1996 Vo117(4):299～303.

[3]胡开明，李跃忠，卢传华．智能路灯节能控制器的设计与实现［J］．现代电子技术，2009，32(9)：143-145.

路灯的文化与设计篇3

（上海华勤通信技术有限公司 上海 201203）

摘 要 基于ZigBee和CDMA2000协议的智能路灯控制系统可用于实现城市道路照明的智能化控制。本文简述了该系统的原理和架构，介绍了系统路灯控制器和网关的硬件设计以及各部分的软件设计，并在室外环境下对系统中心频率和误包率等参数性能进行了测试。所设计的系统应用于实际道路中，能有效减少公路照明的电能消耗并提高路灯的使用寿命。

关键词 ZigBee，CDMA2000，远程控制

doi:10.3969/j.issn.1674-7933.2015.04.001

作者简介： 聂磊，男，1977 年生，通信工程工科学士，工程师，主要从事及研究领域：无线通信领域的智能化终端设计及无线通信模块定制化的细分行业应用、特别是WCDMA/CDMA2000/TDSCDMA 3G 制式及TDD-LTE/FDD-LTE 4G 制式的应用研究，Email ：lei.nie@propipr.com。

0 引言

目前，由于基础设施的条件限制，国内公路照明普遍缺少路灯级的通信链路，只能对整条道路的路灯进行统一控制，而无法对每一盏灯进行精确的控制[1]。另外，国内高速公路照明多数采用人工控制，只能根据不同时段，主观地决定灯具开关数量和方式，效率低、维护成本高[2]。

国外公路智能照明研究和实践开始的较早，技术相对成熟。依据交通量、速度和环境亮度进行自动调光技术于20世纪60年代在意、法等欧洲国家进行应用。国内智能照明起步较晚，主要研究方向集中于通过照明灯具的自动化设计来实现节能控制。比如光控灯具、声控灯具和设计照明亮度分析和计算软件，通过计算照明亮度等参数来评价和分析各种方案的性能等[3] [4]。

根据公路智能照明的应用场景与业务特征，本文设计了一套基于ZigBee和CDMA2000的智能路灯控制系统。ZigBee技术具有低功耗、低成本、短时延等特点，结合覆盖范围较广的3G网络，能够实现控制中心对整条公路路灯的集中智能控制。此外，系统还结合gps、光线感应和地磁感应等技术，实现了多种照明控制策略。

1 系统原理和架构

ZigBee是ZigBee联盟在IEEE 802.15.4定义的物理层和MAC层基础之上制定的一种通信协议标准，主要定义了网络层和应用层规范[5]。ZigBee以2.4GHz为主要频段，能满足近距离无线连接的需要，但并不适用于公路照明应用场景下的复杂环境。因此，本系统采用具有较强的绕射和穿透能力的470MHz频段，结合ZigBee协议实现长距离的传输。

公路智能路灯控制系统网络体系架构包括感知层、网络层和应用层。处于应用层的控制中心通过网络层向各个感知层子网的网关结点发送控制命令和其他业务数据；网关节点控制感知层子网的组建和维护，并将来自控制中心的命令和数据分发给具体的目标设备；路灯控制器利用GPS模块、光线传感器和地磁传感器收集数据，并通过感知层和网络层与控制中心进行数据交互，然后根据控制中心设定的策略完成照明的智能控制。图1为智能路灯控制系统的网络架构图。

2 硬件系统设计

本节重点分析智能路灯控制系统中的路灯控制器和网关等硬件设备的设计方案。

2.1 路灯控制器

路灯控制器包括CC1120收发器、STM32微控制器、GPS模块、光线传感器、地磁基站和电源管理模块等部分。CC1100E是一款高性能射频收发器，设计旨在运用于极低功耗RF。STM32是基于ARM Cortex-M3内核的微控制器，具有高性能、低成本、低功耗等特性。微控制器通过控制射频收发器传输数据，并根据接收到的指令输出脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）信号调整路灯的亮度。通过GPS模块、光线传感器以及地磁基站所控制的地磁传感器，微控制器可获得所处环境的位置、光强和车流量信息将其上传给控制中心。路灯控制器硬件框图如图2所示。

另外，由于STM32输出的PWM信号幅度太小，不能直接驱动照明设备进行调光。因此PWM在送到照明设备之前，必须进行放大，图3为PWM放大电路。

2.2 网关

和路灯控制器一样，网关也具有CC1120收发器和STM32微控制器。此外，网关还包含CDMA2000传输模块MC323。MC323支持CDMA20001×800/1900MHz双频，并且内嵌了内嵌TCP/IP协议。网关模块硬件框图如图4所示。

STM32的工作电压为3.3V，而MC323的工作电压为3.8V，因此需要通过电压转换模块来完成两者之间的连接。电压转换模块原理图如图5所示。

3 软件系统设计

智能路灯控制系统中的软件部分包括：路灯控制器软件、网关软件和控制服务器中心软件。

3.1 路灯控制器软件设计

智能路灯控制系统采用适用于STM32的IAR集成开发环境作为路灯控制器软件的开发环境，通过ZigBee协议栈完成路灯控制器和网关之间的通信。路灯控制器开机之后，首先进行系统初始化，禁止看门狗并完成系统时钟和中断向量表的配置；随后进行接口的初始化，建立与各功能模块的连接；接口初始化完成之后，再进行各功能模块和系统调度的初始化，使得系统进入等待调度的状态；系统等待接收网关所传来的指令，并执行相应的任务。路灯控制器软件的流程图如图6所示。

路灯控制器与网关进行数据交互从而获得控制中心发送的任务指令，通过任务的执行可实现以下功能：①读取GPS模块测量的位置信息；②读取光线传感器测量的光强信息；③控制地磁基站，读取地磁传感器所测量的车流量信息；④将测量到的信息汇总，经过网关上传给控制中心；⑤根据控制中心制定的控制策略，完成路灯开关和亮度的控制。

3.2 网关软件设计

和路灯控制器一样，网关也采用STM32微控制器，因此两者的软件在结构和流程上基本一致。网关在开机之后依次进行系统初始化、接口初始化、功能初始化和系统调度。网关软件的流程图如图7所示。

网关是ZigBee无线传感网络与3G无线网络的连接设备，是保证感知层和网络层无缝连接的关键设备，因此网关的主要任务是完成路灯控制器和控制中心之间的数据转发。网关的CC1100E模块接收到来自ZigBee网络中控制设备发送的数据后，先进行数据格式的转换，使之符合CDMA2000协议，然后通过3G无线网络发送给控制中心。网关从控制中心接收到数据也需要先进行相应的转换，然后再通过ZigBee网络发送给路灯控制器。

3.3 控制中心服务器软件

控制中心的服务器软件是基于.net架构开发，能实现路灯当前状态的显示以及控制策略的选择。图8是控制中心服务器的软件结构图。

在与路灯控制器与控制中心服务器交互的过程中，服务器可以得到每盏路灯的位置、光强和车流量等信息，然后将其存储到后台数据库中。通过调用相关API，可以实现在卫星地图中显示当前路况中的每盏路灯的信息。根据所获得的信息，控制中心可实现时间控制触发、环境光强触发和车辆行进情况触发三种路灯控制策略。

时间控制触发即按照预设时间策略调节灯的开关与明暗。在部分公共区域可以通过时间控制，按照正常的工作时间安排灯的开关时间，使灯能够定时开或关。

并根据时间的不同自动的调整路灯的亮度。环境光强触发是指路灯亮度能随着环境光线亮度的变化而变化。在环境光线足够暗时，可以按照预设处理策略增加路灯的亮度；当环境光线够亮时，系统又可控制路灯为熄灭状态。车辆行进情况触发能使路灯根据地磁传感器反馈的车流量信息调整亮度。没有车辆经过时，按照预设时间策略调节灯的开关与明暗；在有车辆经过时，亮度调节到100%，经过一段延时后亮度调整为50%，在延时后车辆控制时段结束，回到按照预设时间策略调节灯的开关与明暗的状态。

4 系统测试和应用实例

4.1 系统测试

在室外环境下，设置系统硬件平台，使路灯控制器向网关发送数据。待系统稳定工作后，用矢量信号分析仪测量路灯控制器无线收发器的中心频率，观察矢量信号分析仪上的测试结果，如图9所示。

由图9可知，信号中心频率为471MHz，中心频率误差在允许范围内，符合设计要求。

将路灯控制器的发射功率固定为-9dBm，连续地向网关发送10 000个数据包。在不同的通信距离下，网关所接收到数据的误包率如表1所示。

由表1可知，在200米距离内，路灯控制器和网关之间的通信质量较高。因此在实际应用中，一般会保证路灯控制器和网关之间的距离不大于200米。

4.2 应用实例

我们将本文设计的智能路灯控制系统应用到了实际道路中。配置了该系统的道路全长123公里，有各式灯头2 517个，总功率831千瓦，路灯存在着能耗高、寿命短等不足。本文设计的系统能够有效减少公路的照明电能消耗，预计可实现年节约标煤2 700吨以上，并大大提高灯具的使用寿命。图10为系统安装配置完成后控制中心的用户界面。

5 结语

为了提高公路照明质量，降低能耗与运营成本，营造安全舒适的行车环境，本文设计了基于ZigBee和CDMA2000的智能路灯控制系统。所设计的系统被应用到实际道路中，应用实例表明能有效减少公路的照明电能消耗，提高路灯的使用寿命。

参考文献

浦敏, 李云飞, 王宜怀. 基于物联网的无线照明控制系统[J].照明工程学报, 2010(2):86-89.

秦岸. 基于LED光源的高速公路隧道照明节能技术研究[D].重庆交通大学, 2010.

程望斌, 刘盼, 黄奇卉, 周馨维, 易斯斯. 新型光控路灯控制系统的设计与实现[J]. 湖南理工学院学报（自然科学版）,2013(3):53-57.

马永明.新型声控灯的设计与制作[J].电子技术, 2013(1):32-35.

路灯的文化与设计篇4

【关键词】传感网络 太阳能路灯 智能系统 设计 研究

当前，生态环境恶化与能源资源匮乏已成为国际社会所面临的共同难题与挑战，在全面推进社会主义经济发展步伐的过程中，要想实现经济社会发展、能源资源节约与生态环境保护的协调并进，并切实贯彻落实可持续发展战略，就需要在推进城市化建设步伐的过程中，针对城市路灯照明系统实现智能化设计，以实现电能的节约与环保。而将无线传感网络以及部分不是电源技术进行运用，则能够为促使基于太阳能路灯下相应智能LED路灯借助远程无线实施监控来实现能源的节约，同时降低维护管理成本的投入。

1 基于传感网络的太阳能路灯智能系统的设计综述

当前，基于城市现有路灯系统下，最大的问题在于电能的利用率较低，且能耗极大，在此过程中就随之产生了能源资源浪费与环境污染问题，而借助科学技术的不断发展，太阳能这一新技术被融入到路灯中，加上网络通信技术的发展，促使远程无线传感控制技术随之被运用到其中，相应太阳能LED路灯的诞生就是最佳实例。基于这一太阳能LED路灯智能系统下，主要由如下三部分构成：监控中心、路灯网络协调器以及路灯路由器节点，并搭建成网络结构，在监控中心与服务器间以GPRS/INTERNET网络进行连接，并以Zigbee网络将监控中心与各个被控制路灯间进行连接，以便实现远程实时动态监控，实现对路灯照明度的优化调解，实现能源资源的优化配置，并最大程度的降低维护管理成本费用的投入；此外，针对异常情况，系统将及时发出警报，自动定位到故障点，为及时落实有效解决对策奠定了基础。

2 系统的软硬件设计

2.1 在系统的硬件设计上

基于每个路灯路由器节点下，其硬件是由如下五个模块构成的：CC2430无线模块、光线强度测量采集模块、功率控制模块、LED驱动模块以及LED路灯模块。具体而言：

2.1.1 在路灯网络协调器上

其承担的功能为：在与PC上位机进行连接的同时，实现对路灯系统运行状态的监控。相应硬件电路则是基于CC2430射频模块的基础上，融入了串口转USB接口模块以及JTAG下载，其中，借助USB接口，则能够利用FT232实现对上位机的通信，同时提供直流电源，大小定位5V，在此基础上，经由TPS79533这一芯片来实现电流的转化，得到3.3V的电流，进而满足CC2430模块的运行之需。

2.1.2 在光线强度测量采集模块下

基于这一模块下，主要是由LXD3526光敏电阻以及10KΩ电阻分压构成的，在运行的过程中，则是经由CC2430模块下相应的ADC口，实现对电压的采集，并借助U-Lux进行转化，进而获得光线强度值。

2.1.3 在功率控制电路与LED驱动电路上

首先，基于功率控制电路下，则是将CC2430所产生的PWM信号进行分解，进而得到五路信号，实现对LED路灯照明节点的驱动，并实现对驱动电路的控制，同时，融入4N25光电耦合器，以此来实现对信号的隔离，将功率所带来的影响降至最低。其次，在LED驱动电路上，主要采用的恒压与恒流这两种驱动调光技术，其中前者在输出固定电压的基础上，相应电流会基于LED负载的变化下，随之发生相应的变化，而后者则是在输出固定电流的基础上，相应电压基于LED负载下发生相应的改变，在其中的恒流驱动调光技术手段下，能够实现对大功率LED路灯亮度的准确调解，因此成为了应用的主流趋势。

2.2在软件的设计上

2.2.1 基于网络协调器下的程序设计

在整个Zigbee网络下，相应的协调器作为核心程序，主要承担的功能为：实现对温度信息的采集与传输，并能够与上位机间实现实时通信。针对相应程序进行设计的过程中，要在启动后，实现对软硬件的初始化处理，进而搭建出相应的协调器网络，相应信息在初始化之后，将信标帧传输到路由器，在此基础上进行检测与处理，以明确是否存在中断信息，如果存在，则要根据中断信息的节点来源进行合理应答与信息反馈。

2.2.2 在路由器节点程序与上位机程度上的设计

基于路由器节点设计下，则要基于信息传递之需以及路灯光线控制之需下，实现网络发现操作后，加入网络并实现对中断信息的监听，同时在接收到命令后进行执行，进而实现对中断信息的迅速应答与处理。在上位机程序的设计上，要求要在具备节点查询功能的基础上，能够为满足节点数据采集来发出命令信息，并借助串口传输到上位机，与上位机实现通讯，确保节点做出正确的执行反应，以实现智能化、自动化监控。在此过程中，上位机能够在读取信息的同时，实现对信息的处理，并对系统运行状态进行实时监控，然后通过发送执行命令来促使系统处于自动化控制状态下。

3 调光控制策略

在实际启动运行这一系统之前，需要对路灯使用功能能否正常发挥进行检查，在完成安装设计的基础上，借助ID信号的给出来促使在路灯为开启之前进行温度与光线强度的检测，在打开开灯键之后，如光线变化就意味着路灯损坏，此时上位机应自动发出警报。而路灯开启后，需要结合光线强度进行发光度的自适应调解，当其中某盏路灯比周围路灯的光线暗，且相应温度也偏低时，上位机发出故障警报。在系统调光上，则借助PWM调光方式来进行调光，并根据环境光线的强弱度实现对路灯的控制，在小于50Lux时自动开启、在大于300Lux时自动关系，在这一光线强度之间则进行亮度的自动调节控制。

4 总结

综上，基于传感器网络的太阳能路灯智能系统下，本文以LED路灯为例，针对如何搭建出相应的智能软硬件系统进行了探讨，并给出了相应的设计方案，同时也针对如何实现对路灯光线的自动控制与调节、自动开关等的实现给出了具体策略，为充分发挥出太阳能路灯智能控制系统的优势奠定基础。

参考文献

[1]彭建盛，蓝忠武.基于无线传感网络的智能路灯系统[J].河池学院学报，2010（05）：52-57.

[2]孔令荣，王昊.基于无线传感网络的智能路灯照明系统分析[J].电子科技，2013（11）：108-110+113.

路灯的文化与设计篇5

【关键词】火车站公共区;照明设计方法;照明设计软件DIALux

1 引言

由于客站的内部结构复杂，在照明设计过程中，需要根据不同区域、不同位置的功能划分，有效合理地设计布灯方案，让车站的整体照明效果不失灵活性。经验表明，一个好的照明设计方案可以很大程度上提升铁路站房的整体效果。本次照明设计先利用传统计算方法，根据《铁路电力设计规范》中对普通候车厅的照度要求，对站房候车厅进行照度计算，得到照明设计方案;然后使用德国的照明计算软件DIALux 4.7 版本，对本次设计进行核对，核对后进而总结出一套照明设计方案。

2 软件介绍

DIALux是目前国内外业内人士所热衷使用的专业的照明计算软件，广泛应用于住宅、公共建筑、体育馆、博物馆、道路等室内外照明设计。它支持世界上所有的灯具厂家如Philips，BJB，BEGA，ERCO，THORN，OSRAM，雷士等的照明插件，得到业内专业设计人员的一致认可。

3 铁路站房照明设计建模

本次研究设计以某火车站站房照明设计图纸为依据，建立电气照明设计仿真模型。该火车站长120m，宽33.6m，建筑高度18.1m，总建筑面积9，993mm2。共分二层，其中一层为候车厅、旅服、出站厅、变电所、快速进站厅、空调机房和车站办公室。本次照明节能设计主要研究候车厅等大空间，其他功能性部分未考虑在内，在建立三维模型时只建了候车厅部分。

1）候车厅整体建模图

图3-1 候车厅建模图

2）候车厅照明灯具设计

灯具选择飞利浦灯具，光源选择金属卤化物灯，根据传统计算，得到候车厅的灯具布置如下。一层候车厅建筑面积约为1292 m2，空间高度约7.5米，采用的是金属卤化物灯，吸顶式安装，安装高度7.5 m，灯具平面图参考图3-2。

图3-2 一层灯具布置图

如图，一层普通候车厅，共有14 个照明支路，每条支路由4 个灯具构成，一个灯具里有1 盏70W的金属卤化物灯。总功率为

14470=3920W

照明功率密度为3.08W/m2。

二层候车厅建筑面积约2118m2，进站大厅面积为912m2，空间高度为8.0 米，采用的是金属卤化物灯，吸顶式安装，安装高度8.0 m，灯具平面图参考图3-3。

图3-3 二层灯具布置图

如图，二层普通候车厅，共有20 个照明支路，其中4条支路由8个灯具构成，14条支路由5个灯具构成，2条支路由4个灯具构成，每个灯具里有1 盏70W的金属卤化物灯。其中，与一层候车厅共用部分为进站大厅，共14 个照明支路，每条支路由3个灯具构成，每个灯具里有1 盏150W的金属卤化物灯。进站大厅的总功率为

14 3150=6300W 照明功率密度为6.9W/m2。

3）校验照明功率密度值LPD 前面将照明方案进行了阐述，为验证设计结果的正确性，现用DIALux照明设计软件进行照度仿真计算。检验结果的标准是以《铁路电力设计规范》中对普通候车厅的照度值要求为150lx，对进站大厅的照度值要求为200lx。候车大厅一层建模及计算面积示意图。

图3-4 一/二层候车厅及进站大厅灯具布置图各个区域计算结果（见图3-5）综上

一层和二层的候车大厅及其进站大厅三个场所的照度标准值为表4-1。通过表4-1上面的数据，也可以确定DIALux 的照度仿真计算结果是准确的。

4 候车大厅的控制策略

候车厅等公共区设置智能控制单元，对灯具进行合理分组，在技术经济合理时，尽可能细分供电支线及控制区域、控制单元。利用智能照明控制系统预先设置好多个灯光场景，到时根据实际情况调用不同的灯光场景就能实现同一个区域的各种照明控制策略。

5 结论

本文某铁路站房为例，首先用照度计算方法提出照明设计方案，然后选用设计软件DIALux，建立铁路某车站的三维仿真模型，对站房候车大厅进行照明设计方案的仿真分析，寻求最优的铁路公共区的照明设计方法。

参考文献

[1]北京照明学会照明设计专业委员会.照明设计手册.北京：中国电

力出版188-193。

[2]中华人民共和国建设部.建筑照明设计标准GB 50034-2013。

[3]铁道部第三勘察设计院.铁路站房照明设计细则.2009。

路灯的文化与设计篇6

关键词：电力载波技术；LED路灯；监控系统设计

前言：现阶段的路灯监测系统在智能化方面存在一定的缺陷，使应用LED灯的路灯仍会产生一定的能源浪费，而且针对故障LED路灯的检修维护工作也难以及时的落实，所以人们尝试将现阶段城市里LED路灯已有电源线可进行有效利用的电力载波技术应用于LED路灯监控系统的设计中，在提升能源节约效果和强化路灯管理水平方面意义重大。

一、电力载波技术在LED路灯监控系统中应用的可行性分析

现阶段LED路灯由于电力线的主要功能使电能的传输而非数据传输，所以在应用电力载波技术进行LED路灯监控系统设计的过程中，信道传输要受到有色背景噪声、窄带噪声、周期性脉冲噪声、非同步脉冲噪声等方面的影响，致使数据传输信号具有明显的衰落性，甚至使通讯失效。考虑到信号的衰减程度与传输距离具有密切的关系，在监控系统中通过路由算法对收发数据进行确认对保证接受数据的有效性具有积极的作用，这为系统应用电力载波提供了可能[1]。由于采用DSDV路由协议相比按需路由在掉包率方面优势明显，而且其在节点增加的同时点到点延迟也会增加，在节点移动比较频繁、逻辑拓扑频繁变化的情况下比较适用，现阶段整体发展也较为成熟，恰好满足电力载波技术在LED路灯监控系统中应用的需要，这也说明电力载波技术在LED路灯监控系统中应用具有可行性。

二、基于电力载波技术的LED路灯监控系统设计

（一）基于电力载波技术的LED路灯监控系统架构设计

此系统的功能决定，其需要包含三部分主要结构：首先，LED路灯的控制器，其一方面对路灯的状态进行控制，一方面要收集路灯运行的相关参数并向总控制器进行传送；其次，基站控制器，其主要功能使以电力载波网为依托对路灯网络整体的运行状态进行监控，利用相应的设备与系统的总控制器数据共享；再次，总控制器，其一方面向下层结构命令，一方面对路灯网络中各路灯的运行状况进行显示。可见在此监控系统中需要传感器、数据传输设备、数据处理设备等协调工作。

（二）基于电力载波技术的LED路灯监控系统节点设计

1.路灯控制器

要发挥路灯控制器板上传感数据采集的功能，其需要包括电力载波收发模板、光照传感器、电源模块、MCU处理器等结构，为保证其数据采集的能力满足要求可选用类似STM32这种在内核、调试模式、转换、控制端口数量、定时器数量、通信接口数量、安全性等方面均较理想的MCU处理器[2]。笔者在设计的过程中除选用此款处理器外，选用MAX4080电流传感器、BH1620光照传感器、G5NB继电器等，使其硬件性能满足实际需要。在软件设计方面，考虑到路灯控制器数据采集的流程为上电后的系统初始化、AD period或接收命令、传感器进行数据采集、数据滤波、更新数据、控制路灯，所以在软件设计方面主要针对阈值指导开关灯程序、数据采集程序和电力载波调制解调驱动程序以及相关的通信软件进行。

2.基站控制器

考虑到基站控制器的主要作用使对网络整体进行管理、与总控制器进行数据共享，所以在设计的过程中，笔者结合相关硬件的性能，选择G3100GSM/GPRS通信模块、IS63LV1024L芯片共同构成其整体模块。在对其软件设计的过程中，考虑到其发送和接受的流程为上电后设定接受参数和工作模式，在设定成功的基础上进行发送数据，如果发动数据长度过长对其进行数据分段，然后进行编码。发送，如果受到数据要对数据进行解码、上传等，以GSM模块驱动协议、网络管理相关协议和电力载波通信模块驱动程序作为设计的重点软件。

（三）基于电力载波技术的LED路灯监控系统协议设计

MAC层协议、网络层协议和路由协议均是协议设计的重点，在进行MAC层协议设计的过程中，考虑到无线网络与电力载波网络的相似性，可以借用无线网络的DCF和RTS/CT协议进行介质访问控制[3]。在网络层协议设计的过程中，结合网络层协议与应用层协议的关系，可以发现其协议需要在检测系统的处理线程和输出函数阶段发挥作用，其在收到数据后，要对其进行校验，在通过的情况下，如果TTL为0则需要在路由转发的作用下根据端口号投递到应用协议中。路由协议的设计可直接利用上文阐述的电力载波的AODV协议进行。

上述设计的LED路灯监控系统，不仅可以对路灯运行的状态进行实时的掌握，而且可以结合实际需要对路灯的状态进行调整，所以节能的效果更加理想。

结论：通过上述分析可以发现，现阶段人们已经认识到路灯节能的重要性，并在LED路灯取代高压钠灯式路灯的基础上，有意识的以电力载波技术为基础，进行监控系统的设计，这可以提升路灯节能的整体效果，而且路灯的维护工作也得到强化，现实意义突出。

参考文献

[1]廖惜春，任敬哲，杨志高. 基于电力载波的可寻址LED路灯智能监控系统设计[J]. 照明工程学报，2014，02：43-47.

[2]郭淑贞. 基于电力载波技术的路灯监控系统设计分析[J]. 通信电源技术，2013，06：73-74+77.

路灯的文化与设计篇7

关键词：城市道路；交叉口改造；设计

中图分类号： U412.35 文献标识码： A 文章编号：

一、原有道路存在的问题

原有的道路设计的通行能力经过数年的运行，交通量迅速增长，以现的交通量，该道路满足不了，常堵车。行人、机动车及非机动车非常混乱。具体存在以下问题：

（1）缺乏对整体道路环境及交通特性的分析，没有做到优化设计。

（2）对非机动车流，过街行人，老弱病残等弱势群体缺乏考虑。

（3）交叉口管理措施不到位，不能充分发挥交叉口潜力。

（4）非机动车、行人和机动车相互干扰严重，很多非机动车、行人并未按照交通规则前行，无视标志标线，在机动车之间“见缝插针”，随意穿行，不仅自身得不到保障，还对机动车辆正常行驶造成严重的干扰，造成一片混乱。因此做好交叉口的规划和设计很重要。本文就A路与B路交叉口进行论证分析。

A路与B路交叉口原有现状见图1。

A路与B路交叉口原有现状图

二、交叉口改造方案

从调查情况看，B路与C路为城市主干道，A路与D路为城市次干道。由于历史遗留形成不规则交叉口，本次交叉通改善设计的主要内容有以下几方面。

（1）平交口立面设计

平交口立面设计是平交口设计的一个很重要的部分。立面设计主要足依据纵断面，道路横坡进行设计；设计时要使平交口路面等高线圆滑，没有菱角；各右转车道还应考虑车道横坡方向及大小。如被交路是旧路，立面设计时标高与横坡应与旧路接顺。如旧路设有超高，交叉口应在相接处渐变至同一方向大小的超高。设计时还应考虑整个交叉口的排水，排水不畅，形成积水的交叉口是失败的设计，因此排水设计对交叉口非常重要。排水设计时应考虑排水的方向、坡度及收水口位置，一般交叉口路面水应向四个转角方向汇聚，收水口设置在水汇聚的位置。

（2）交叉口进口车道设计

适当增加交叉口进口车道数，路缘半径，设置交通导流岛，保持交通流畅。

A路由双向2车道拓宽为5车道，人行道与非机动车道在同一平面上，在A路与C路交叉处拆除原有建筑物，增加交叉口转角的缘石半径，通过设计三角形导流岛，实施交通导流线，分隔机动车与非机动车。由此，D路与C路交叉处也设置 1 处导流导，分隔由A路、B路行驶到C路上的非机动车。

（3）平面交叉口渠化设计要点

①进口道适当拓宽，与路段通行能力像匹配

进口道展宽长度 La(见图 2)应由展宽渐变段长度Ld与展宽段长度 Ls组成。主干路最小长度应不小于50―70m,次干路最小长度应不小于 40―50m。理论上讲，两条等级相同的道路相交，车辆通过交叉口的有效时间一般仅相当于路段通行时间的一半左右，依据交叉口的交通需求特性进行交叉口的进、出口道数设计与相连接道路的通行能力相匹配。

图2进口道规划展长度示意

②改造后的交通信号设置及配时说明

a.交通信号设置

在交叉口合理设置交通信号系统。根据道路断面形式及交叉口形状，在A路与B路交叉口东口设置两组信号灯：一组直行箭头灯和一组左转箭头灯；西口设置三组信号灯：一组直行箭头灯和一组左转箭头灯；南口设置两组信号灯：一组直行箭头灯和一组左转箭头灯；北口设置三组信号灯：一组直行箭头灯和一组左转箭头灯；在人行横道线位置设置 8 套人行横道灯。

b.交通信号配时说明

经交通流量调查，C路、B路交通流量约占 60%，A路、D路交通流量约占 40%，此时设置合理的红绿灯相位，尽量避免行人等待时间过长而选择在较小的空隙通过冲突点。对交叉口进行了合理的配时说明。

晚峰时段：24 点至7点，22点至24点。相位周期：75s。相位走向：东西通行（40 s），南北通行（35s），见图3、图4。

图 3 东西通行，南北行人图4南北通行，东西行人

高峰时间：7点至8:30点，17点至19:30点。

相位周期：118s。

相位走向：东西左右（20 s），东西通行（8 s），东西直右（55 s），南北通行（35 s）。

平峰时间：8:30 至 17 点，19:30 至 22 点。

相位周期：98 s。

相位走向：东西左右（15 s），东西通行（8 s），东西直右（45 s），南北通行（30 s），见图5~图8。

图5东西左右转图6东西通行，南北行人

图7东西直右图8 南北通行，东西行人

（4）交叉口视距满足要求

交叉口转角部位红线应规划成切角斜线或圆曲线，并必须满足安全停车视距的交叉口视距三角形界限的要求。视距三角形界限内，不得规划布设任何高出道路平面标高1.0 m、且影响驾驶员视线的物体。

（5）交叉口自行车道合理设计

合理组织自行车在交叉口的交通组织是交叉口渠化的重要内容，本次设计采用斑马线铺设车道，引导自行车通过交叉口，特别是自行车左转问题是解决交叉口自行车交通过街最为头痛的问题。本次设计，是左转自行车同左转机动车同相位，两次过街，在交叉口设置左转自行车等待区导流岛，在直行绿灯时自行车驶入导流岛，等到左转绿灯时通过交叉口。

（6）重视交叉口的景观设计

合理设置交叉口绿化，功能与景观并重是城市交叉口景观设计的重要节点，因此从美学上对交叉口设计提出了更高的要求。除了合理的交通设计、增强交通流的连续性，以及使较少机动车在交叉口延误外，道路绿化、线性等景观设计也是交叉口设计的重要部分。另外，道路绿化能够起到交通管制和诱导交通的作用，导流岛里不宜种植高大的遮挡交通视线的植物，宜种植低矮的灌木。

（7）交通标志标线

在交叉口合理设置交通标线和标志。在A路与B路交叉口，标线设置有道路中心线、车行道分界线、车行道边缘线、人行横道线、停止线、导向箭头、非机动车标线、导向车道线，合理渠化，分流机动车、非机动车和行人的行进路线，促进交通安全管理；标志设置有交叉口标志、分道标志，禁止调头、禁止停车标志、机动车道标志、非机动车车道标志、限速（50km/h）标志。

改造后的A路与B路交叉口见图 9。

图9改造后的A路与B路交叉口图

三、道路交叉口规划设计的发展趋势

首先应注重精细化，高效化，重视现有交叉口的改 造挖潜。其次重视交叉口的管理措施、优化设计，充分考虑非机动车流对交叉口的影响。重视行人过街，老弱病残等弱势群体，还要考虑节约占地，利于环保，与城市环境相适应。目前道路交叉口基本采用的是时空分离法，随着城市快速发展，越来越多的车流量继续增加，将采取壶把式交叉口设计、远引路段掉头左转等设计法（见图10）。

图10交叉口设计方法示意

四、结束语

总而言之，交叉口是城市道路的节点工程，如何进行改造，完善其交通功能，使交通能达到安全高效，经济适用的目的，是我们城市交通发展中迫切需要解决的问题。

路灯的文化与设计篇8

[关键词]物联网，ZigBee，GPRS，城市照明

中图分类号：TM451 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0394-01

一、前言

物联网的概念1999年由IBM提出，2005年国际电信联盟《ITu互联网报告2005：物联网》，正式确定物联网概念，同时报告认为物联网将带来一场通信革命，世界上的任何物体都可以通过物联网技术的应用实现互联互通[1]。

传统的城市照明控制系统，由于大多使用独立的微电脑时控器、光控器、经纬度时控器等实现照明控制，在高耗能的同时不能实现照明的智能控制，分散的控制方式越来越难满足日益发展的城市照明需求。在当前城市路灯控制系统的背景下，如何充分利用现有的嵌入式微控制器技术、物联网技术以及自动控制技术等[2]研究成果来解决当前城市路灯管理所存在的缺陷，也就成为当前照明控制领域一个新的和紧要的课题。

本文就物联网技术和城市照明控制系统的发展现状，以及物联网在城市照明控制系统中的应用及其发展前景进行概述。

二、物联网技术的发展

目前，国际上在物联网领域的竞争愈演愈烈。物联网已经上升为美国国家创新战略重点之一；欧盟的14项行动计划、日本的U-Japan计划、韩国的IT839战略已将物联网作为三大基础建设重点之一。发达国家为了谋求将来的物联网大规模发展和国际竞争中占据更加有利的位置，一方面加大力度发展传感器节点核心芯片、嵌入式操作系统、智能计算等核心技术，另一方面加快推进物联网标准制定和产业化的进程[3]。

我国物联网发展与全球同处于起步阶段，在无线射频识别（RFID）等产业的发展已经有了一定的基础，在芯片、通信协议、网络管理、协同处理、智能计算等领域的技术研发和标准研制取得了许多的突破[4]。

物联网的应用推广在我国已经有了相当的成效[5]，不仅在安防领域、视频监控、周界防入侵等应用方面获得不错的效果，而且应用模式也逐步的成熟化。在电力行业交通领域，路网车辆的监测、管理、调度等应用正在发挥积极的作用；在物流领域，物品仓储、运输、监测应用广泛推广。除此之外，物联网在环境监测、市政设施监控、楼宇节能、食品药品溯源等方面也开展了广泛的应用。

三、城市照明控制系统的发展

国际上的各国政府都非常重视城市照明控制系统。近年来，国际节电研究界提出了一种科学，合理的概念，即“在保证照明效果下点着灯节电”，它已经成为了发达国家在城市道路照明系统的设计中重要指导思想[6]，核心理念都是利用先进的照明控制系统来合理的分配照明时间，在不牺牲道路照明的条件下实现节能，实现自然光与人工照明的完美的配合。

在我国，“路灯智能监控系统”早已经不是一个陌生的词语了，对它的研究开始于上世纪80年代末。近年来，随着计算机技术、网络技术的飞速发展，尤其是移动通信技术的快速发展并被应用到城市路灯监控系统之中。当前国内外城市路灯监控系统的现状特点[7]为：

（1）控制监测的精确化。由原来的仅仅是一片或者一条线路的路灯控制变为了现在的要求能够控制到每一盏路灯，不仅能控制一条路上的路灯的状态，而且要求能了解到具体某一盏路灯的工作状态。

（2）监控系统的实时和动态化。路灯系统能够智能监控路灯，在需要开灯时，自动的使路灯发光照明需要关灯时，能准确的关闭路灯，做到按需开关灯。

（3）管理控制更加智能化。将计算机技术和网络技术应用到照明系统的控制和管理，提高照明系统的可靠性和灵活性，改善照明效果，提高能源利用率，

（4）更加重视节能控制。大力推广节能政策，鼓励节能项目的研发，在保证道路照度能正常运行前提下，尽量节约电能的开支。

四、基于物联网技术的城市照明控制系统

随着国家对城市道路照明系统设计标准的不断提高，利用现代计算机技术和发展迅速的物联网技术实现城市路灯照明系统的智能化、自动化和远程化管理已经成为现代化城市的重要标志之一。

基于物联网技术的城市照明控制系统采用的是基于上层GPRS通讯与下层ZigBee通讯相结合的一种新型的混合网络结[8]。整个系统主要由3个部分组成：监控中心、道路两旁的路灯集中控制器以及单灯控制器组成[9]。

（1）路灯集中控制器：是整个路灯系统的中枢环节，通过集成通信模块实现与监控中心的通讯。路灯集中控制器和单灯控制器之间通过ZigBee进行无线通信。

（2）单灯控制器：是整个路灯系统的最底层，是一个ZigBee的无线接入点，安装了必要的开关电路和电压、电流等检测电路，直接安装在灯杆上。

（3）监控管理中心：管理人员通过监控管理中心来管理和控制整个路灯系统的正常、稳定的运行。

基于物联网技术的城市照明控制系统的通信过程为：监控中心计算机通过集中控制器向单灯控制器发送命令，单灯控制器对路灯设施的物理数据进行采集并对采集的数据进行分析，通过ZigBee网络传给集中控制器，集中控制器经过分析处理后通过GPRS网络和Internet网络传给监控中心，监控中心对数据进行还原、处理后，在主控界面上同步显示；同时，将收到的数据存入数据库。监控人员还可以通过路灯管理系统发送控制命令，实现对远程监控终端的控制。

五、总结

当前，物联网技术还在不断的发展和成熟的过程中，人们对它的应用研究也将越来越广泛[10]。城市路灯照明的问题也日益成为我们关注的问题。随着物联网技术的飞快发展和城市路灯系统的要求越来越高，将物联网技术及其优势结合起来应用在城市路灯照明监控系统中是一个不错的选择。

参考文献

[1] 周珊，刘望来.智能道路照明节电控制终端的设计[J].科技通报，2013，07：112-115.

[2] 冯玉如.城市道路照明的网络化智能管理系统[J].现代电子技术，2010，11：195-202.

[3] Want Roy.RFID explained：A primer on radio frequency identification technologies[J]. Synthesis Lectures on Mobile and Perasive Computing，2006：91-94.

[4] 董珀.智能照明控制系统及其新技术研究[D].东华大学，2010：16-18.

[5] 刘三梅.基于GPRS/GIS/SMS 的路灯节能监控系统的设计与实现[D].中国科学院研究生院（广州地球化学研究所），2007：18-20.

[6] Twist，DavidC.The impact of radio frequency identification on supply chain facilities[J]. Journal of Facilities Management，2005，3（3）：226-239.

[7] 杨绪东.城市路灯监控管理系统远程终端设计[D].南京理工大学，2003：26-28.

[8] 平青.基于物联网技术的城市照明控制系统[D].苏州大学，2010：20-22.

[9] 李信斋.基于GPRS的城市路灯监控系统的设计与实现[D].电子科技大学，2010：36-40.