城市照明监控

城市照明监控（共10篇）

城市照明监控 篇1

摘要：在我国国民经济迅猛发展的带动下, 有关国计民生的各项事业都飞速发展起来, 其中就包括城镇建设, 近些年来, 我国城镇基础设施越来越完善, 为广大城镇居民的生产生活提供了更为优质的服务。我们知道, 城镇照明系统是城市发展过程中不可或缺的基础公共设施, 其在方便和服务广大市民生产生活的同时, 也体现着这个城市的发展水平、城市的形象, 更是城市景观打造的亮点之一。随着经济的快速发展, 科学技术的突飞猛进, 大量新技术的涌现, 城市照明系统朝着更加自动化、更加节能、更加高效、稳定运行方向快速转变已是大势所趋。

关键词：城市,照明,自动化,健康,系统,研究

随着我国经济社会的快速发展, 人们物质文化生活水平的日益提高, 城市功能越来越齐全, 而城市照明作为现代城市功能的重要组成部分, 人们对它的要求和标准也在日益提高, 同时, 随着人们消费水平的提高, 城市建设中的功能照明以及景观照明也成为提升城市形象、拉动城市旅游业发展的重要途径之一。所以, 在城市现代与未来发展过程中, 城市照明系统的建设应遵循高效、稳定运行、缩短检修期、节能降耗的原则。众所周知, 在经济社会、科学技术迅猛发展的今天, 传统的城市照明系统中的自动化控制模式以及管理方法已经不能更好的适应现代化城市发展的需要, 对此, 城市建设过程中要想使照明系统更加完善, 使其更好的服务于城市发展、人民生产生活, 就必须采用新技术, 提高自动化控制程度, 来实现城市照明系统运行的安全、可靠。而城市照明自动化监控系统的出现正好弥补了传统照明系统的不足, 并且通过信息化、数字化实现了高效节能的目标。本文通过对城市早买自动化监控系统的研究, 分析了传统城市照明自动化控制系统存在的不足, 并结合本人多年经验提出了几点看法。

1 传统城市照明自动化监控系统存在的不足

1.1 不能对整个照明系统进行实时的控制。

即由于传统照明监控系统控制方式单一, 对于不同区域、不同的灯型以及不同的时间段进行智能化分类, 同时也可能导致电力能源分配不均匀, 造成大量的电力资源浪费。

1.2 无法对照明系统中的开关进行有效的控制。

即传统照明监控系统在遇到恶劣天气、突发情况下不能实现自动开关电源, 如在恶劣天气情况下, 如果没有及时关闭照明系统势必会造成路灯等一些部件的损坏, 再如在举办大型活动中, 工作人员无法通过该系统对照明系统进行整体和局部的控制, 影响了大型活动的整体效果。

1.3 传统照明系统无法将有效的信息及时反馈给工作人员。

如当城市照明监控系统中设备的电压、电流、亮灯率过大时, 工作人员不能及时得到, 势必会造成照明设备的损坏, 同时也不利于城市整个照明系统安全、稳定的运行。

1.4 节能效果不佳。

我们知道, 在采用传统照明系统过程中, 需要工作人员手工控制开关路灯, 一旦工作人员迟到等因素势必会造成电能的浪费, 且手工操作随意性较大, 影响了城市照明系统的安全、稳定运行。

1.5 当照明系统出现故障后, 不能及时反馈给工作人员, 故障得不到及时、有效的处理。即传统照明监控系统运行中, 无法有效识别系统中存在的故障, 只有在工作人员查线路或者巡检的时候才能发现故障所在, 这样就耽误了故障的处理与维修时间, 给人们夜间出行带来了不便, 同时也增加了地方人力、物力、财力的浪费, 因此, 采用先进的城市照明自动化监控系统可以有效的识别线路、设备中存在的故障, 并及时将故障信息反馈到监控中心, 有利于工作人员及时维护、维修, 避免故障的进一步扩大。

2 城市照明自动化监控系统的优势所在

2.1 及时准确开关灯。

不同天气条件下, 全市的全夜灯、半夜灯和景观灯可以智能的实现自动开关操作;特殊情况下, 系统会根据需求对全市指定地点照明设备进行开关控制, 实现多样化控制、按需控制, 自动化控制, 从而达到节能减排目的。

2.2 动态监控。

系统根据对现场设备运行数据的监测, 可以实时反映现场照明设施的运行情况, 也可以通过监测数据来判断现场故障情况。但是只从相关数据来判断, 可能出现错判现象, 虽然几率很小, 但是有可能出现误报错误。如果再通过引入视频信号予以校对比较, 将更能准确的提高故障判断的准确率。如果按照这种思路, 每个控制点安装视频设备, 那投入的费用会大大提高, 我们考虑到共享城市资源, 积极与我市公安系统联系, 利用公安系统天网工程的视频源, 共享了公安系统的视频信息资源, 确保在每台变压器或配电箱管辖范围内有两个视频头, 用于观察照明系统的运行情况。当监控数据发出故障报警后, 我们再通过频直观确认故障情况是否属实, 从而尽快安排抢修人员及抢修材料, 使故障得到及时排除, 保证城市的照明。

2.3 数字化电子地图信息功能。

目前我市的监控系统只能在自带地图系统上标注配电箱或变压器的位置和运行状态, 无法显示其他更多信息。我们在原电子地图基础上进行了研究开发, 精确做到了每条道路白天、夜问影像展示, 每条道路、每个控制点 (变压器、配电箱) 、每盏灯在全市具体的地理分布坐标, 以及每条道路建设时间、道路起止、路灯数量及管线、电缆等相关的具体的参数信息。为线路维修、工程建设施工提高必要的监控信息。

结语

当然, 在城市的不断发展下, 实现全面的智能的路灯照明监控系统必将成为市政基础设施建设中的重要组成部分, 这对于提升城市居民舒适度、降低城市夜间交通事故的发生率、提高城市整体形象与品质也是有着很大意义的。为此, 必须要保证城市路灯稳定运行, 降低路灯的故障发生率, 并尽量缩短故障维修影响路灯的使用时间, 真正体现照明监控系统的重要职能作用。

参考文献

[1]孙风荣.浅谈城市照明的规划设计与管理[J].山西财经大学学报, 2008 (s2) :211.

[2]樊利军.城市灯光照智能监控系统的设计[J].北京工业职业技术学院学报, 2007, 6 (04) :17-20.

城市照明监控 篇2

【关键词】路灯照明；监控系统；总体设计

随着我国城市建设的大力开展，城市的基础设施建设的施工质量与维护管理工作就显得格外重要，市政部门作为建设城市基础设施建设的主要管理部门，对于维护城市基础设施的正常运行担负着重要的职责。路灯照明系统是城市基础设施建设的主要组成部分，也是城市夜间道路的主要照明系统，关系着城市夜间交通的安全以及广大市民的正常生活，为了更好地使路灯照明系统为城市服务，需要对其安装监控系统，以自动化的控制手段来管理维护路灯照明系统的正常稳定工作，并对出现故障的路灯进行及时维修与处理，大大减少了因路灯出现故障而进行维修时占用的时间，增大了城市路灯带来的社会效益。

1.路灯照明监控系统的概念与特点

路灯照明监控系统是应用于城市路灯照明的测控管理系统。系统应用遥测、遥信、遥控等自动控制技术，计算机信息管理技术，无线通讯等技术，根据城市市的实际情况及监控站点多、分布广等特点，同时考虑到系统运行费用要经济及运行技术上要可靠等诸多因素设计本系统，实现对各个路灯监控站点的远程监控和数据采集，同时设计了本地维护功能。并实现对数据进行处理、存储、报表生成、打印等功能。系统容量大，覆盖范围广，有强大的管理功能。监控系统的实施为路灯照明的运行管理，提供了先进的科学手段，使各站运行信息及时反馈，并得到有效的分析；对于城市路灯照明运行管理的完善和提高具有重要的意义。

2.选择城市照明监控系统的考虑因素

鉴于城市照明监控系统的多种特点和需求，在选择和设置城市照明监控系统时需要综合考虑多方面的因素，以实现最佳的路灯照明监控效果，提高监控水平。一般来讲，在选择城市路灯照明系统时需要考虑到以下几点：

2.1照明监控系统在选择时首先就需要确保其技术的先进性以及系统的可靠性，最好不要采用技术较为落后的监控系统，以免在使用中影响到路灯照明的维护与管理。要能够实现对路灯的远测、远信、远控、远调、远视等“五远”的功能。

2.2要确保主站的监控系统管理中心的操作系统方便易操作，且其功能要具备齐全，包括地理信息的完善，监控界面的清晰美观等。在路灯照明系统安装的监控终端体积不可太大，以免因占用太多配电箱的空间而改装配电箱，从而增大安装成本。

2.3要确保监控系统的扩容性能较为强大，以应对未来更多路灯照明系统的监控需求，监控系统中心的控制方式要灵活多样，并且其通讯方式也必须要能够符合社会技术的发展，使照明监控系统更好的适应城市数字化建设的需要。

3.路灯照明监控系统设计要求

城市路灯照明监控系统，由监控中心、通讯系统、监控终端组成。监控中心系统采用专用软件系统，通讯系统选用GPRS 数字公网通讯系统，监控终端RTU 实现就地的数据采集和控制，同时将现场采集到的数据经通信设备采用无线方式上传至监控中心，并接收中控指令，实现远程控制。中控系统采用基于WINDOWSNT 操作系统的监控软件，通过ISDN 实现对各监控终端的远程通信、监控及数据采集。通信设备为H7710 通讯模块安装在监控终端内。监控系统的结构设计既要符合路灯照明计算机控制的监控模式，又要考虑到路灯照明的运行特点和研究对象的自身特点，设计的监控系统总体结构应能完成路灯照明各监控对象的实时监控，这些监控的基本要求包括数据采集、操作控制、运行监视、数据库管理、报警与打印、经济运行管理等多方面的内容。

4.路灯照明监控系统的设计重点

4.1监控终端的选择。

监控终端是系统监控功能的执行设备，使用量大、分布广、运行环境差。因此，监控终端的选择是本系统的重点。城市路灯变压器主要是两种，杆上变和箱变。杆上变的容量小，有2路控制输出。箱变的容量大，应按8 路控制输出设计。每个控制箱都安装了电费计量表，作为电费计量标准。目前是人工定期到现场抄表，随着本系统的实施可以由监控终端完成远程抄表工作。监控中心掌握着全市的路灯电费情况，对于路灯运行的经济管理起到相当重要的作用。目前，路灯运行存在着后半夜电压偏高的情况。电压偏高会减少路灯设备的运行寿命、浪费电力能源。因此，监控终端应该有扩充自动调压的功能。

4.2监控终端的主要特点。

a.可实现6路单相AC或2路3相AC电流的测量，全部采用交流采样，可直接测量AC0-265V电压和AC0～6A的电流，无须外接变送器。可提供电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、亮灯率、等测量参数。

b.可以按不同的时间表分别控制8路输出，可以实现全夜灯、半夜灯、调压等控制。

c.具有面板LED显示功能，电源指示、运行状态、通讯状态、故障报警外，8个DI和8个DO均有LED显示，便于维护人员检修和维护。

d.支持多种通讯方式，方便用户选择。

e.采用专门设计的免维护断电保护模块，电源断电后可持续工作30秒，自动发送断电报警信息。

f.所有输入/输出信号及RS-232、RS-485接口全部光电隔离，RS-232口用于与监控中心的通讯及当地维护，RS-485口用于扩充现场的其它智能设备，如：数字电表等。

g.宽范围的工作电源，从AC85～265V都可以正常工作，电源短路保护电路采用无熔断保险设计，故障恢复后可继续工作。

h.全部采用表面安装工艺，体积小，集成度高，硬件可靠性高。

i.所有端子均采用拔插端子，更换模块不需要拆线。集成的CT模块，更换模块时保证电流回路不开路，维护简便。

g.硬件结构采用一体化设计，无须外配任何设备，体积小，可方便的安装于路灯控制箱或箱变内，并有2种安装方式，可横式安装或立式安装，供用户订货时选择。

k.主站城市照明监控软件，以地理信息系统为平台，可实现系统的组态和监控。

l.具有短信息自动报警功能。故障信息可直接发送到设备维护人及其领导的手机上，且支持全国漫游功能。

5.结束语

城市照明监控 篇3

1 经济效益

(1) 电费的节省。电费的节省是由夜灯控制和开/关灯时间的最优控制来实现的。县级城市现有的路灯大多采用半夜灯控制, 全年可节省1/4的电费。

采用时间曲线和光控相结合的方式集中控制全市路灯的开/关, 可避免早开灯和晚关灯, 按平均每天缩短亮灯时间30min计, 全年也可节省可观的电费。

(2) 维护费用的节省。采用照明无线监控系统后, 每晚的人工巡检由计算机自动完成, 也可节约可观的人工和车辆的开支。

(3) 电缆防盗的节省。在一些城乡结合部、工业园区路段、等其它边远地区电缆偷盗猖獗, 也带来了不小的经济损失。

2 设计原则

根据个县级城市的具体需求以及参照大中型城市自动化照明控制系统的工程经验, 把握好该系统设计和施工的五个关键原则:可靠性原则:将系统顺利开通并长期稳定运行;先进性原则:将上高县城市照明无线监控系统建成目前国内最先进、功能最齐全的照明无线监控系统;扩展性原则:系统平台通用, 无站点容量限制;经济性原则:经济适用, 节约投资;易用性原则:使用维护简单方便。

3 系统功能

县级城市照明无线监控系统建成后将具有以下先进功能。

遥控:按时间曲线和光照度由控制中心计算机统一自动控制 (群控) 各站点路灯和景观灯 (全夜灯、半夜灯、时段灯) 的开/关, 并能实现手动遥控、组合控制等功能。遥测:按设定的时间周期自动巡测 (2s一个站点) 或随机手动检测各站点路灯和景观灯线路的电压、电流等工作参数, 自适应计算亮灯率。遥信:能随时获取各站点的报警信息和开关状态。遥调:可实现节电器等设备的远程调压功能。无线控制和站点自身控制相结合, 确保无线通信不畅时正常开/关灯。大屏幕动态显示各站点路灯工作情况和参数, 操作非常简便。数据存储、查询和各种报表打印。8种路灯故障的发现和诊断。并用声光、语音和短消息报警, 做到快速抢修。电子地图和设施管理。GPS卫星自动校时。与公网的互连, 可实现远程访问。软地址设计, 无站点容量限制, 系统扩容方便。有数字远传电表的RS-485接口, 方便实现远程抄表计量功能。有扩展接口, 可方便实现分层控制、节能控制和电缆被盗报警。

4 系统组成

照明无线监控系统主要由监控中心、无线通信系统和遍布全市的照明监控终端三大部分组成, 见图1。

4.1 监控中心

监控中心主要由两台工控机 (相互冗余备份) 、数据库服务器和交换机构成的100M以太网组成。另外可按需配置一些外围设备和照明监控的专用设备, 如打印机、UPS电源、大屏幕投影机、GPS卫星校时系统、光敏开关等。

4.2 采用C D M A公网的无线通信系统

城市照明智能监控系统利用电信的核心网络C D M A以及S D H传输网进行组网, 首先利用电信SDH传输网实现监控中心局域网与电信CDMA核心网络接入平台的专线链接。在远程监控终端的通信模块上配置电信S I M卡 (S I M卡只开启数据传输功能) , 采用动态或静态IP地址分配方式。远程监控终端在配置和获取IP地址后, 接入电信C D M A无线网络, 即可实现和监控中心的数据传递, 达到远程监控的目的。

4.3 照明监控终端 (RTU)

监控终端由测控电脑板、美国AnyDATA公司CDMA模块、三合一电源和互感器等组成。

理科照明监控终端主要完成遥控、遥测、遥信和遥调等“四遥”功能, 当无线通信失败时, 具有自控功能;具有白天亮灯、晚上灭灯、电压/电流越限、供电线路停电、电压缺相、开关跳闸 (保险熔断) 、通信失败、电缆被盗等多种故障报警;还具有现场显示和人机对话功能, 方便现场工人的调校和维护;它有效地解决了高低温、雷击、电磁干扰和无线通信干扰的问题。

4.4 电缆被盗报警装置

路灯电缆被盗报警装置, 由位于路灯配电柜处的信号转换器和位于电缆末端的电缆被盗报警器组成, 可实现路灯线路白天无电和夜间带电情况下的路灯电缆被盗或剪断的报警。1只电缆被盗报警器对应1根路灯电缆, 它可通过监控终端向监控中心发出报警信号, 也可直接向设定的值班人员手机发出报警短信。

5 结语

凭借CDMA网络分组数据技术的先进性, 并借助各种网络安全技术, 可以为客户构建各种无线解决方案, 无论在数据传输速度上, 还是在网络的安全性方面都具有日前其他网络不可比拟的优势。该方案具有组网简单、节省投资、能源节约显著、功能完备、结钩合理等优势, 在技术和实现上完全可行。相信城市照明网络化管理水平将达到新的高度。

参考文献

[1]许炜.基于网络化分布的城市照明系统智能调控技术分析[J].仪表技术, 2009, 1.

浅析城市路灯照明的节能 篇4

【关键词】路灯系统;设计;绿色照明

0.引言

城市照明是城市基础设施的一个重要组成部分，不仅为亮化城市、美化环境发挥积极作用，还为交通安全、社会治安提供了有力保障，同时在提升城市档次、提高城市形象、改善城市环境发挥了极其重要的作用，但是城市照明也给财政的经费带来很大的负担。

近年来，我国的城市道路照明发展迅速，1999年全国安装300万盏路灯，目前已经达到约一亿盏，安装功率达到二点五千万千瓦，一年的耗电量约为590亿度，这个数字是比较庞大的，有相当大的节能潜力。以鹤壁新区现有路灯为例，2009年路灯系统电费就达到400万元。面对能源与环境危机，各国都在努力实施“节能减排”工程，抓好城市照明用电的节约，成了节能工作不可忽视的一个环节。从路灯照明的实际出发如何科学的节能成为路灯行业很重要的一个问题。笔者以我们在实际道路照明节能工作方面的一些认识，应从以下几方面采取节能。

1.合理的灯具选择及布置

根据建设部行业标准CJJ45-2006《城市道路照明设计标准》以及我们的实践经验、实际情况，严格按照设计标准的要求进行合理选择路灯的布置模式、路灯的间距、高度等，同时要求合理选择照度标准和功率密度值，确定合适的光源，以实现合理的照度，避免或减少路灯设计的盲目性，从而达到路灯的节能。

2.稳压降压调光节能

在道路照明工程中，照度受电网电压影响，而电网电压受负荷影响，在负荷高峰时电压偏低，在负荷低谷时电压偏高。而傍晚为道路交通量高峰，此时电网电压低，光源光通量低，路面照度低；接近午夜时为道路交通量低谷，此时电网负荷是低谷，而电网电压偏高，光源发出的光通量高，路面照度高。这种不合理现象，造成既影响交通安全，又严重浪费能源和资金的现象，将智能光源稳压降压调光装置安装在路灯的控制端，在电压波动较大时，人流较小的后半夜，采用该装置在合适的照度情况下，降低较高的电压，达到节能。

3.半夜灯方式

半夜灯节能方式为最早也是最有效的节能方式，半夜灯是指在照度较高的街道或城乡结合部街道的路灯，由于后半夜人流量、车流量较少，亮度不需要太高的情况下，在23：00以后灭一部分灯，以达到节约电能的目的，其特点是：投资小，见效快，且效果明显、方法简单易行、维护方便，节电率达到20%以上；其最大的缺点是照度不均匀。半夜灯如果与路灯无线监控系统配合使用效果更佳，半夜灯亮灭灯时间易于调整。

4.选用高效节能的照明系统

4.1光源

①用紧凑型荧光灯（节能灯）取代白炽灯与小功率的高压汞灯，一支18W的节能灯的光通量相当于一支100W的白炽灯，节能效果显著；②用高光效高压钠灯和金卤灯取代高压汞灯和普通高压钠灯，例：功率为400W的高压汞灯、高压钠灯，高光效高压钠灯（飞利浦系列）它们的光通量分别为22000LM、48000LM、54000LM，分别提高118%、13%，节能效果显而易见；③采用LED灯取代传统的霓虹灯，其特点是：亮度高；可通过控制器达到多种色彩和图案的变化；功耗小，寿命长，同等面积LED灯功率仅为霓虹灯的10%-20%，寿命却是霓虹灯的5-10倍；维修方便、简单。

4.2灯具

选用IP防护等级高，反射效率高的照明灯具。

4.3电器

气体放电灯具有负的伏安特性，所以必须串联镇流器工作，通常的电感镇流器功耗大，可达到灯本身消耗功率的10%以上，且功率因数为50%左右。①通常情况为在每支灯上并联电容进行补偿使功率因素提高到85%以上；②采用电感节能整流器取代普通镇流器，可节能5%左右；③2002年部分厂家推出电感调光镇流器，它是在镇流器中多设置一个抽头，利用调节器预设的时间调整输出电压，从而调整输出电流达到节电目的，现有400W→250W、250W→150W两种规格，其特点是：节能效果显著、照度均匀、尤其适宜旧街道改造。

4.4电子镇流器取代电感镇流器。

5.路灯控制柜节能

路灯节能控制柜安装于线路前端，可通过内置的智能控制器或可编程控制器、时间继电器、光敏控制器等，对节电系统的工作曲线进行自动控制，从而轻松调控整条线路上的负载，节电率高达40%。

6.优化配电线路节能

路灯线路系统较长，线路损耗、压降都一定程度影响了路灯的照度，浪费了电能，因此在设计线路时选用较粗的电缆截面，适当增加线路的负载能力，不仅为以后灯箱广告、景观照明留下余量，同时能有效减小压降与线路损耗，既延长整个线路系统的寿命，减少了维护维修率，还节约了电能。

7.无功补偿节能

无功功率增加了变压器及导线的容量，由于装置及导线饿电阻，无功电流变成热而直接损失，因此提高功率因数，减少无功功率成了节能很必要的手段，通常采用安装合适的电容，提高功率因数达到节能。

8.推广绿色照明光源

随着经济发展，我国的照明用电将大幅度提高，绿色节能照明的研究应用，将越来越受到重视。太阳能LED照明灯具作为冷光源产品，具有性价比较高、绿色环保、安全可靠、质量稳定、使用寿命长、安装维护简便等特点，可广泛应用于绿地照明、公路照明、广告灯箱照明、城市造型景观照明及家居照明系统，但太阳能LED照明灯具一次性投入较高是其发展的瓶颈。

目前，照明消耗约占整个电力消耗的20%左右，降低照明用电是节省能源的重要途径。为实现这一目标，业界已研究开发出多种节能照明器具，并取得了一定的成效。但是，距离“绿色照明”的要求还较远，开发和应用更高效、可靠、安全、耐用的新型光源势在必行。

根据城市路灯照明的实际情况，采用节能高效的节能灯、LED路灯、太阳能灯等，在合适的道路，选用较好的产品，代替原有的低效有害光源，可以很好地达到路灯的节能。

9.采用智能化集中控制

城市照明监控 篇5

1 城市照明中存在的问题

我国在经济发展的同时, 人们生活水平得到了很大的提升。随着城市化的高速发展, 以及人口不断涌向大城市, 对于城市的规模也得到了迅速的扩大, 使得广大人们群众对生活质量得到更高的要求, 并对城市的照明基础设施也有了相应的需要。在城市照明工程中, 要满足人民群众对道路照明的需求以及对建筑物和各种住宅等的照明要求。同时, 还要对一些公共场所的照明有必要的设施和建设, 例如对于公园的照明以及公共广场和重点建筑物和其他需要照明等设施要求。相对于城市和发展建设有关部门来说, 对于照明的亮度和有关照明时间、亮灯率等各种照明需求, 要按照一定的科学原则和实际需求来合理的安排。此外, 还要对一些城市照明的管理和设施进行必要的维护, 严厉打击照明设施破坏行为, 对照明的管理和维护工作要从严治理, 避免有关社会人员采取盗窃电缆和破坏有关照明工具, 给社会治安和人们出行等带来不便。在城市照明问题中, 有很多人们对照明的期望和现实情况往往有很多差距, 甚至冲突, 对此, 应该充分采取协调的办法进行处理, 找到城市照明的科学管理和实施, 实现照明系统现代化发展和科学化管理, 使经济效益和社会效益达到和谐和统一。

2 自动化智能监控系统在城市照明中的应用

城市照明自动化智能监控系统, 正是为了解决当前城市照明管理中存在的问题而产生的, 其适用范围广泛 (道路照明、景观照明、公共建筑的室内照明等) , 管理效果良好。而在移动网络日益发展的当今社会, 网络的覆盖范围越来越大, 通信的可靠性也越来越高, 用户可以将难以管理的部分交给专业的移动, 这样, 不仅能够减少用户自身承担的风险, 同时还可以提高系统运行的可靠性和稳定性。这里主要针对该系统的功能和作用进行简单分析。

2.1 灯的开关控制

通常情况下, 对于城市照明系统中, 城市照明灯光设备分为两种, 主要是道路照明设备和景观照明设备。而对于景观照明一般都会根据所在的区域和所处的实际情况分别进行控制和管理。本文主要是对道路照明进行详细的分析和论述。

城市照明系统中对于道路照明, 其作用主要是从城市中人们的行车交通安全以及对车辆行驶的安全等方面进行综合性考虑。不能使道路的开灯时间过于提前, 也不能使关灯的时间太晚, 否则对于道路照明系统的控制和管理, 就出现了极大的资源浪费和不当管理。针对开启路灯的时间过晚, 容易发生交通事故, 尤其的危险路段和交通繁忙的路段, 对于城市重点路段和人流量较大的路段, 如果照明设备开灯时间较晚, 不仅带来较大的安全问题, 还会引发许多社会性问题和一些治安问题。例如, 对于治安管理上, 就会有人借助于路灯, 做一些非法抢劫和违法事件。因此, 要对城市照明系统中的道路照明系统进行科学合理的控制, 运用自动化的照明控制时间, 不仅能够免去人工对日出和日落等自然时间的误差计算, 还可以对路灯开关做出非常准确的控制和管理, 省去许多人力所达不到的缺陷。同时, 对于道路照明的自动化管理中, 可以运用系统进行有效地感光连接, 运用对光现等的感应, 使有照明的开关灯设置进行科学化和合理化的控制, 并有效提高其准确性。例如, 对于一些节假日和重大情况的盛会和节日, 需要对道路照明等系统进行更高要求的控制。这时, 就需要对照明系统进行合理的控制和管理。减轻一定的人工劳力, 使许多工作人员的工作从手工操作中解放出来, 实现自动化的管理和控制。所以, 要靠城市照明系统管理人员和有关交通人员进行分析和讨论, 对人流和车流的高峰期的照明控制以及对有关情况进行合理科学地判断, 在人流和车流低峰时, 可以利用降低照明的亮度和关闭半夜灯等各种手段进行有效地降低浪费。

2.2 照明设备的远程监测

自动化智能监控系统可以通过相应的传感器等设备, 将城市照明系统的实际运行情况在监控中心的屏幕上清楚地显示出来。通过系统全局图, 城市照明管理人员可以对任意一个监控点的照明信息进行浏览, 检测每一个照明控制点的开关状态, 并对设备的电压、电流、功率等进行远程在线监测, 对设备的异常状况进行准确分析和判断。

2.3 故障检测以及异常报警

通过对自动化以及的监控系统, 可以有效地应用在城市照明系统检测和管理中, 并通过对照明系统中许多故障和异常情况进行在线检测, 特别是对自动化的检测, 一般是按照实际的情况和需要, 对城市照明系统进行全方位的检测, 然后对故障进行充分的分析和研究, 有效进行处理, 并通过传输到监控的终端, 运用互联网的传输功能, 再上传至监控中心, 使管理人员进行分析和判断, 再做出一定的处理。另外, 对于一些特殊情况, 例如, 线路出现短路, 电缆破裂和烧毁等各种情况, 要及时地进行上报和申请, 利用自动化管理系统的控制, 能够自动地上报有关情况, 管理人员则根据这些情况进行相应的分析和处理, 对有关故障和线路进行分析, 通过一些不同的故障所传达的信息, 进行判断和处理, 照明系统可进行有效的管理和安装一些熟悉的报警铃声来区别一些故障, 不同的故障, 运用不同的报警铃声。在设置的过程中, 应充分注意到对故障的分类, 科学地规划和设置有关报警铃声。

2.4 数据库功能

城市照明自动化智能监控系统中的数据库功能, 可以对照明设备的参数和数据等进行详细记录, 而管理人员可以使用相应的终端设备, 对任何时间段内任何设备的历史数据进行分析, 通过对比, 能够及时发现照明系统中存在的不足和问题, 从而及时进行解决。

3 结语

总而言之, 自动化智能监控系统在城市照明中, 通过开关控制、远程监测、故障检测以及异常报警、数据库功能等, 可以有效提高城市照明管理的质量和效率, 提高城市的整体形象, 兼顾经济效益、环境效益和社会效益, 推动城市的持续健康发展。

摘要：城市化进程的不断加快, 使得城市的规模日益扩大, 城市人口迅速增加, 对于各种基础设施的需求也在不断增加。在城市照明中, 不仅追求良好的照明效果, 还要求其必须具备相应的景观效果。可以说, 照明系统是城市环境工程中的重要组成部分。但是, 由于不合理发展, 城市照明中出现了一些问题, 导致照明成本和能源消耗大大增加, 制约了城市的发展。本文结合城市照明中存在的问题, 对自动化智能监控系统在城市照明中的应用进行了分析和探讨。

关键词：城市照明,自动化智能监控系统,应用

参考文献

[1]罗超全.自动化智能监控系统在城市照明中的应用[J].青春岁月, 2012 (12) :382-383.

城市照明监控 篇6

路灯照明是城市基础设施的组成部分, 在城市的交通安全、社会治安、人民生活和市容风貌中居于举足轻重的地位, 而且标志着城市实力和成熟的程度。近年来, 随着城市现代化建设的突飞猛进, 城市路灯照明技术应用和城市路灯照明系统建设也取得了快速的发展。随着照明技术和材料工艺等方面的迅速发展, 路灯在功能、性能和外观造型等方面已取得很大的提高, 但大多数城市道路照明监控系统发展相对滞后, 存在着一系列的问题, 诸如系统复杂, 难以统一管理;路灯覆盖面广, 维护力量不足;路灯使用及损坏情况不能及时掌握及反馈, 导致路灯维护的有效性和及时性不能满足要求, 安全保障性差;开关控制效率低, 用电浪费现象严重。因此, 发展高效安全可靠的城市道路照明监控系统技术, 对城市道路照明系统进行自动化、智能化的管理的重要性和迫切性日益提上日程。

自从上世纪八十年代起至今, 从数据传输方面看, 城市路灯照明监控系统发展可以分为四个阶段:

(1) 八十年代末采用220V强电有线的控制方式;

(2) 九十年代初期到中期利用电力线、电话线载波的控制方式;

(3) 九十年代中期到末期采用230MHZ专用频道进行无线数据传输控制方式;

(4) 二十一世纪初期至今采用利用移动运营商的短消息业务和GPRS/CDMA无线公网进行数据传输的方式和230MHZ数据传输控制方式。

电力线载波通信技术和GPRS无线通信技术成为目前城市路灯监控系统的主要方案, 但也都存在较大的缺点。如电力线载波通信技术存在配电变压器对电力载波信号有阻隔作用、三相电力线间有很大信号损失、电力线存在固有的脉冲干扰等问题。采用GPRS传输数据虽然可以解决电力线通信存在的问题, 但这种方式成本极高, 而且还将导致很多无线通讯资源的浪费。

本文提出将一种全新的无线通信技术———Zig Bee技术应用到城市LED路灯照明系统, 利用Zig Bee技术对LED路灯进行监控, 实现了LED路灯的功率控制和LED路灯工作状态的自动检测功能, 解决城市LED路灯照明系统的监控和节能问题。

Zig Bee技术是一种新兴的无线通信技术, 它是针对无线网络技术在工业自动控制领域的需求而开发的, 具有低数据传输速率、低功耗、低成本、网络容量大、时延短、网络的自组织、自愈能力强、通信可靠等特点。Zig Bee技术在低速率、低功耗领域有着重要的应用, 将Zig Bee技术应用到城市LED路灯照明系统解决其监控和节能问题, 主要有以下优点:

(1) Zig Bee技术的网络容量十分巨大, 理论上一个协调器能容纳最大节点个数可以达到65535个, 每个路由器也能容纳255个节点。这在照明监控系统应用上是其它技术无法比拟的优势。通常, 我们可以把一个区域的路灯用一个协调器来控制。

(2) 在路灯控制系统中, 需要传输的数据量很少, 只需几分钟甚至几十分钟发送一次数据。每次发送的数据量也很小, 所以Zig Bee技术的低速率的特点恰好适合应用在这个控制领域中。利用Zig Bee技术低功耗的特点, 实现节能的目的。Zig Bee工作在2.4G的免费频段上, 不会像使用GPRS一样浪费许多无线电的资源。

(3) Zig Bee技术是一种自组织网络, 网络拓扑结构可以随意变动, 而且Zig Bee网络具有自愈功能, 网络不会因为一个或几个节点坏掉而瘫痪;也不会因为增加一个或几个节点而影响整个网络的工作。Zig Bee技术可以多跳路由, 与普通的多跳不同, 自组织网络的多跳路由是一块普通的节点来完成的。这些优点应用在道路照明监控系统中是十分有利的, 因为道路的环境比较复杂。假如两盏路灯之间遇到大的障碍物时, 我们可以通过增加冗余节点的方式来改变网络的拓扑结构, 从而绕过障碍物使整个网络畅通。

(4) 利用Zig Bee技术可以节省监控系统的成本, 因为Zig Bee技术比GPRS等技术成本要低很多, 而且可以在监控中心控制路灯的开关, 更加灵活的操作。

2 基于Zigbee技术的城市道路照明监控系统的方案设计

城市道路LED路灯照明监控系统的方案设计包括软件和硬件两部分。整个系统方案如图1所示。

硬件部分是以Zigbee模块为核心, 包括LED驱动电路、LED路灯状态检测及功率控制电路, 以及直流稳压电源电路等数个硬件电路模块。本项目中采用成都无线龙公司生产的Zig Bee模块———C51RF-Lbee-SMA, 该模块以TI (德州仪器) 生产的Zig Bee芯片CC2430为核心, 由无线SOC、功率放大器 (PA) 和低噪声放大器 (LNA) 组成;LED驱动电路是一个恒流驱动电路;检测电路通过检测LED驱动电路产生的电流检测信号, 由软件来判断LED路灯工作状态的好坏;功率控制电路通过控制输出给LED驱动电路的控制信号, 控制LED路灯的工作功率;直流稳压电源电路提供Zigbee模块及其他电路模块正常工作所需要的5V和3.3V直流供电。

对于单盏路灯的监控系统的方案如图2所示。

软件部分包括应用Zig Bee技术对道路照明系统的监控部分的程序, 包括Zig Bee协议栈物理层, 网络层及应用层的程序。Zig Bee协议栈应用层部分的程序由LED路灯工作功率控制和LED路灯状态检测两部分程序组成, 还有保证Zigbee无线通信数据收发的安全可靠性的程序。网络层中有协议栈的路由的设置, 网络拓扑结构的设置。物理层中的配置程序需要设置网络的PANID和信道, 只有设置好这些参数后才能正常通信, 并区分开其它的Zig Bee网络。功率控制部分主要是通过Zigbee模块中的核心芯片CC2430的定时器产生一个方波, 在项目中我们设定的是固定频率的方波 (频率为2KHz) , 通过改变占空比的方式来改变LED驱动电路中的电流大小。检测路灯好坏是通过Zigbee模块的CC2430的AD口读取口上电平的值, 高电平代表路灯异常, 并及时地在电脑界面上显示出来。具体的程序设计这里由于篇幅所限不再一一列出。

Zig Bee协议栈由物理层 (PHY) 、媒体接入控制层 (MAC) 、网络层 (NWK) 和应用层 (APL) 组成。协议栈的每层为上层提供服务接口, 使上层可以方便的调用下层的函数。关于Zig Bee协议栈的构成及协议栈各层的的相关内容, 以及使用的开发工具包括IAR、物理地址修改软件、数据分析仪等由于篇幅所限就不再赘述。

3 系统测试

系统测试包括Zig Bee网络测试以及对整个道路LED路灯照明监控系统的测试。

Zigbee网络测试主要测试网络的组网能力、组网时间、网络容量、网络深度 (跳数) 及网络的稳定性。在本项目中重点对网络容量、网络深度 (跳数) 以及网络组网稳定性进行了测试。这里由于篇幅所限不再详述。

道路照明监控系统的总体测试主要是测试系统实现的功能和整个系统的稳定性, 包括对LED路灯工作状态能否正常自动检测, 对LED路灯的功率控制是否安全有效, 以及Zig Bee整体网络工作的稳定性等。

整个系统的测试在某园区完成, 把园区道路上的10盏LED路灯安装上路灯监控系统。监控中心设在室内, 通过操作界面对路灯进行控制。每盏LED路灯之间的间隔大约是30m。

控制时, 只要在监控中心的操作界面上设定控制的时间, 路灯就能够完成功率的自动控制, 并且及时反馈路灯的工作状态等信息。路灯的默认状态是全功率状态, 功率控制分为5个档位, 可以根据不同的时间段来选择。如果有路灯不能正常工作, 系统界面上会弹出提示警示。

城市照明监控 篇7

城市照明是城市发展中不可缺少的部分, 不仅是城市社会活动开展的功能性需求, 也是城市夜间展示文化内涵、提升环境质量的关键途径。随着我国城市的发展, 城市照明也在此过程中获得了较大的提升, 景观照明更是具有飞速的发展态势。而在现今部分城市照明中, 在管理方面还存在着一定的问题, 进而影响到城市总体环境, 需要及时通过科学管理措施的应用做好把握。

2 城市照明发展存在问题

在现今城市照明工作开展中, 还存在着以下问题:第一, 政策法规不健全。虽然近年来我国相关部门也陆续出台了一些同照明有关的技术标准以及政策法规, 但存在着内容较为滞后的情况, 缺相脱节情况较为严重, 进而使照明工作存在无法可依以及管理混乱的情况;第二, 缺少专项规划。在工作开展中, 重建设、轻维护的问题较为突出, 很多城市项目在建设当中盲目追求高亮度、高标准, 过于追求外观、造型变化, 大大提升后期维护工作量, 提升维护成本。在照明设计当中, 也存在缺少同城市景观资源结合的情况, 即在具体设计当中盲目追求高亮度、高色彩, 不仅缺少城市周边景观的有效利用, 在城市功能概念方面也存在淡化情况。此外, 景观同功能照明间也存在互相不协调的情况, 在多头管理的情况下, 不同部门沟通缺乏联系, 增加了光污染以及能源消耗;第三, 节能产品推广难度大。节能产品在标准、质量以及法规方面存在一定的不足, 整个行业缺少政策扶持以及宣传, 以此对节能产品在城市照明当中的应用推广产生了严重的影响。同时, 由于绩效考核指标的缺乏, 施工、建设以及管理单位也没有做好节能高效产品的重视与应用, 在绿色照明推广方面存在缺乏积极性的情况, 进而影响到节能产品的使用效率。在该种情况下, 大量低效照明设施的应用, 在加大电能浪费的同时使城市用电更为紧张。

3 加强城市照明管理的方式

做好城市照明管理, 需要从以下方面入手解决:

3.1 做好管理体制改革

不同城市要由主管部门牵头, 将城市照明规划作为城市一项专项规划工作开展, 将其纳入到城市规划序列当中, 按照优先发展、实事求是的方式做好景观照明控制, 将城市照明专项规划作为城市整体规划的一项重点内容考虑, 在做好照明工作原则明确的基础上实现设计、管理、规划以及建设等工作内容的统一协调。作为行业管理部门以及地方政府, 要做好照明节能责任制的确定, 将该项工作在纳入到考核范围当中之后做好行业管理水平的加强, 保证建造同维护两项工作同步开展。同时, 要做好相关规范、配套政策以及标准的及时出台, 做好城市照明工程设计、施工和规划的监督、审批以及验收程序规范, 在规范当中做好城市景观照明能耗密度、范围以及照度等指标, 实现具体管理措施以及节电指标的明确。此外, 也需要积极建立起能效领域当中的市场准入制度, 在做好能效标准、监督机制健全完善的基础上做好合同能源管理以及财政补贴机制建设, 不断规范市场竞争行为, 严厉打击破坏照明设施以及盗窃行为。

3.2 推广照明节能技术

节能是照明工程的重点目标:第一, 要做好节能措施以及技术的全面推广, 积极应用能够满足绿色照明需求的新技术、设备以及材料, 做好成熟优质高效企业的扶持, 在推进自主创新工作开展的基础上不断提升产品科技含量;第二, 做好高效照明技术、设备、产品以及工艺目录的制定, 在照明灯具、控制系统以及光源选择时, 需要优先选择产品目录中的产品;第三, 通过不同方式、渠道的应用积极开展绿色照明宣传, 在积极提升全民节能意识的基础上使社会形成城市照明节能工作的更好关注度以及支持力度;第四, 优先采购具有高质量绿色特征的器材, 优先选择经过专业检测审核以及绿色照明认证的产品, 及时做好落后工艺、设备以及技术的淘汰。

3.3 加强人才培养

城市照明工作的开展离不开人才的支持, 对此, 首先需要有条件的高校能够积极做好照明规划设计专业的筹建, 以此实现该专业人才需求的解决。同时, 要做好城市照明规划认定标准以及程序的制定, 做好资质的认定以及审核处理;其次, 要做好城市照明信息交流平台的健全完善, 做好绿色照明新工艺、技术以及产品的研究, 做好关键技术科技攻关, 以此实现制造业的产业升级;再次, 要加强国家重点城市专项实验室以及创新基地建设, 通过信息化管理系统的建立提升城市对于照明设备的管理水平以及效率;最优, 要做好照明专业人才培养, 通过国际城市照明节能交流、合作的开展不断学习国外先进经验。

3.4 健全法律法规

要做好城市发展中绿色照明相关法规的修订与文件的出台, 做好城市照明产品标准体系建设, 通过不同类别照明产品能效标准的制定与完善形成具有规范、科学特征的城市照明节能评价体系。

4 结束语

在城市发展中, 城市照明已经成为了彰显城市层次、优化夜间环境的重要途径。为了能够获得更好的照明效果, 就需要能够把握管理重点, 以科学管理方式的应用提升城市照明水平与节能水平。

参考文献

[1]罗宇.城市道路照明节能措施探讨[J].北方交通.2009 (03) :127-129.

[2]郭汝齐.贯彻落实科学发展观积极推进我市城市照明节能降耗[J].灯与照明.2009 (01) :11-12.

城市照明监控 篇8

1 系统的整体结构和功能介绍

本系统是一个集中控制、分散监测的网络化监控系统, 由监控中心、通信模块和各个分控点组成, 系统结构如图1所示。监控中心是本系统的核心组成部分, 能够远程监测监控各个终端的状态, 发送命令以及出现故障报警;通信模块保证整个系统采集到的信息能够准确及时传送到监控中心;其他各个分控点则负责采集各种监测数据 (电流、电压、仪器的状态、电功率、用电量等) 。

其中监控中心主要有监控模块、数据库模块、景观灯管理模块、后台监控分析模块以及故障报警模块组成, 监控中心主要组成模块如图2所示。监控模块是人机结合部位, 操作人员通过它来执行系统的遥测、遥控等功能;数据库模块存储分控点采集到的监测数据, 何时发生的故障以及任意时间段内的亮灯率等;景观灯管理模块可以根据不同地段、不同位置调整到与之匹配的参数 (如电流、电压等参数) , 还可以调整报警项的上、下限值;监控分析模块是通过分析监测得到的数据来得到线路的状态、亮灯率以及故障原因等数据资料;故障报警模块是提示操作人员故障的名称、位置和状态, 保证及时处理故障。

2 GPRS技术

GPRS中文全称是通用分组无线服务技术, 是GSM网络的延续, 也被称为“2.5G”, 所以它是第二代移动通信技术2G向第三代移动通信技术3G的过度技术, 在许多方面上都有显著的优势。GPRS在原先的GSM网络基础上加入了3个新的组件:SGSN (服务GPRS支持节点) 、GGSN (网关GPRS支持节点) 、PCU (分组控制单元) 。这样GPRS就具备了如下特点:永久在线、传输速率高、接入时间短、支持TCP/IP协议。

3 系统硬件设计

本系统由射频模块CC2430、MCU MSP430F149、GPRS模块SIM300以及其他外围电路组成。整个硬件结构如图3所示。射频模块采用一个高效的8051控制器, 它内嵌在Chipcon公司推出的无线射频模块CC2430内, 该模块是一颗真正的SoC CMOS解决方案, 能够提高性能并满足以Zigbee为基础的2.4G ISM波段应用对低成本、低功耗的要求, 该MCU负责汇集被控设备所发送的信息并转发给MSP430F149, 并对来自MSP430F149发来的命令进行分析、处理, 两个MCU之间采用串口通信;而MSP430F149主要是用来接收信号并通过GPRS将数据转发到监控中心PC机上, 实现嵌入式设备的Internet接入;SIM300是一款三频段的GPRS模块, 可在全球范围内的 EGSM 900MHz、DCS 1800MHz、PCS 1900MHz三频段工作, 内部集成了TCP/IP协议栈, 扩展了TCP/IPAT指令, 并且支持CS-1、CS-2、CS-3和CS-4四种GPRS编码方案。

4 系统软件设计

监控中心系统软件采用基于TCP/IP协议的C/S结构, 在window2000环境下开发的, 数据库管理软件采用Microsoft SQL Server 2000, 软件工具采用VC6.0, 采用C语言编写。VC本身提供编程接口Winsock控件, 可以实现TCP/IP通信协议, GPRS通信模块通过AT指令实现监控中心与分控点之间的通信。当GPRS接入internet时, 那么就需要用到PPP (点对点协议) 协议, 它提供了一种通过串行口点对点连接传输数据包的方式。

整个监控中心软件由以下三方面组成:监控中心界面 (包括操作界面、各个分控点分布情况以及操作信息功能块) 、数据包的收发程序和数据保存程序。其中最重要的是实现监控中心与GPRS模块之间的通信, 它是实现数据包收发的关键。此时Winsock控件便能够很方便的进行网络端口的扫描与监听。通过一个计算机端口便可以进行监听, 当发现此时有数据包进来, 就先把数据包放入缓冲区里, 然后接受并调用中断程序处理相应的数据。其程序流程如图4所示。

5 结束语

本研究完成了基于GPRS景观照明远程监控系统的整体设计, 集成了计算机网络通信技术、无线通信技术、软件开发等多种技术, 实现了对景观灯远程监控, 具备了遥控、遥测、遥信、数据存储查询等功能。目前GPRS技术越来越广泛的被使用, 将来一定会在其他行业有更广阔的前景。

摘要：设计出一种基于GPRS景观照明远程监控系统, 可以对城市景观灯进行数据信息采集和远程的监控。首先介绍了系统整体结构和功能, 阐述了GPRS技术的特点, 硬件设计采用MSP430F149单片机、CC2430射频收发器和SIM300GPRS通信模块;然后结合软件编程, 实现景观灯远程监控的目的。

关键词：GPRS技术,远程监控系统,遥控,系统功能

参考文献

[1]宋成艳.城市路灯无线监控管理系统的研究[D].广州:广东工业大学硕士学位论文, 2007.

[2]李晓芬.基于GPRS/GSM的天津市路灯监控系统开发与评估研究[D].天津:天津大学硕士学位论文, 2008.

[3]钟章队, 蒋文怡, 李红君.GPRS通用分组无线业务[M].北京:人民邮电出版社, 2005.

[4]曹莉.基于GPRS的远程监控系统的研究[D].武汉:武汉理工大学, 2007.

[5]何胜良, 周冀.GPRS在远动监控系统中的应用方案研究[J].四川水利发电, 2004, 24 (18) :58-62.

[6]刘鹏, 宋迪, 牛斗.基于CC2480的ZigBee无线节能路灯系统[J].通信技术, 2009, 28 (8) :36-39.

[7]朱尚嵩, 郁春雷.一种结合ZigBee和GPRS的无线网络结构[J].计算机工程与科学, 2010, 12 (3) :45-49.

[8]林方键, 胥布工.基于ZigBee网络的路灯节能控制系统[J].计算机科学, 2009, 18 (15) :156-160.

[9]文元成.企业网基于GPRS的无线扩展方案探讨[J].计算机工程, 2004, 30 (1) :227-229.

城市景观照明的管理与维护 篇9

[关键词]景观照明；设计优化；施工管理维护

[中图分类号]TL372+.2

[文献标识码]A

[文章编号]1672—5158（2013）05—0388—02

前言

一个城市的景观照明是否健全，是衡量一个城市经济建设水平的标准之一，为了促进城市整体建设环节的稳定发展，我们要进行城市景观照明系统的完善，以促进城市景观灯光的设备完好率与亮灯率的实现，确保其安装运行，以促进景观照明系统的日常的维护管理，确保夜景灯光良好状态的保持，以促进城市经济建设的整体发展。

一、关于城市景观照明相关设计问题的分析

1.为了促进城市景观照明系统的完善，我们需要做好积极的城市景观照明设计工作，确保其灯光夜景的艺术表现效果的良好呈现，以实现与周边环境的有效协调，为了实现这一目的，我们要进行灯光工工程效果的保持，我们进行城市景观照明系统各个环节的统一规划，确保对灯具、材料质量的有效选择，促进设计选材环节的稳定进行，以促进日后的城市景观照明系统的有效管理。

为此我们要进行材料、产品的有效选择，确保对灯具品牌的有效选择，目前来说，国外的相关品牌的灯具质量是很好的，远超出本国的灯具质量。比如LED光源发光颗粒、传统光源的发光体等，为了促进景观照明工程环节的有效进行，我们要选择良好的发光体，确保产品的散热环节、防晒环节以及防水环节的有效进行。

2.我们要提高光源选择的标准，实现对传统光源选择模式的更新，实现对小功率的LED灯的有效应用，随着经济的发展，这种技术日益成熟，并且凭借其控制简单、可变色性、小体积、高节能效率等的优点，实现了LED灯具的广泛普及。在灯光夜景照明系统中，我们要实现对LED产品的广泛应用。确保其灯具选择、控制器选择的合理规范，确保满足工程发展的需要，我们也要确保LED产品的技术规格的一致性，确保接口方式的一致性，以有利于日常施工环节的管理维护。

我们也要实现对紧固件的有效选用，进行不锈钢构件与铜制品的有效选用，避免对塑料制品的使用，因为这不利于该工程的综合效益的提升。一般来说，建筑物外表面都是灯光工程的施工位置，由于受到外部气候环境的影响，塑料制品容易产生脆裂老化的现象，也就容易导致一定的故障，不利于日常施工环节的简化，加大了施工难度。对于灯具的连接头来说，我们要确保其金属接头的应用，塑料接头容易发生形变，并且常常接触不良，不利于维护难度的降低。

二、加强城市景观照明工程的质量管理

1.在城市景观照明工程施工过程中，我们要实现对其质量环节的严格控制，一般来说，现在的灯光夜景工程的建设应用都是在原建筑物的基础上进行的，存在一定的质量监督问题，为此我们需要加强对隐蔽工程环节、紧固程度、安装质量、施工步骤等的控制，确保城市景观照明系统的完善。随着经济的发展，灯光工程日益完善，我们需要对其进行有效应用，以促进建筑物的总项工程的稳定发展，促进各个建筑物的建设环节、验收环节、投资环节的顺利发展，以有利于工程施工环节的统一性管理。

2.对于施工环节，我们也要确保对其的维护管理，确保其城市景观照明系统的健全，这就需要进行施工维护环节的积极研究，确保工程综合效益的提升，以实现对投资成本的有效降低，促进该工程的社会效益、经济效益与生态效益的结合。

3.我们要做好积极的灯光工程维护工作，确保其灯光工程的稳定发展，在此过程中，我们明确相关事项。一般来说，在灯光工程保修期内发生的质量问题，施工单位都是要进行无偿修理的，这需要相关管理人员进行日常的积极巡查，确保对相关质量问题的发现，以实现灯光工程的有效维护，由于是原施工单位的维护管理，对于工程比较舒服，避免了工程施工的复杂性，有利于工程内部环节的有效协调。

这种方式也存在一定的弊端，比如施工单位自身自觉性的问题，虽然在施工合同中对保修期做出明确规定，但是由于施工单位自身职业素质的原因，不能实现及时性的维修。比如某栋楼的某个投光灯出现故障，需要相关施工单位过去维修，由于一些因素的影响，施工单位没有做到及时修复，过了几天才来修复。所以还处于保修期限内的灯光工程的维护一定要在合同中明确未在规定时间内维修的处罚措施，如在甲方口头通知48小时内无行动者，甲方可另行委托他人维护，其维护花费将从保修金中扣除等，这样才能够保证甲方的利益。工程维护期满后，如果业主愿意接管的，可按第2种维护方式进行管理；如果业主不愿意接管的，则按第3种维护方式进行管理。

4.对于大楼业主自主建设管理的灯光工程，我们也要进行相关环节的规范。在此过程中，有相当数量的写字楼的灯光夜景工程由业主自行建设维护，政府在此过程中也给予了一定的补贴，这个自主性工程，有利于政府自身负担的降低，但是这种管理模式也存在一定的弊端，比如由于业主自身素质的受限，不利于设计水平的提高，并且在一定程度上导致了灯光工程的外观效果的差异，不利于外观效果的统一性。如中心区的楼宇的灯光就是几种不同的档次，给人一种不协调的感觉。其次，由业主分别管理，使得全市的灯光管理部门无法统一管理，出现各自为政的局面，如需统一亮灯时，需要一一通知，增加了管理难度，无法营造出一种和谐有序的灯光环境。第三，自行建设灯光的楼宇，一般由建设方投资，而后期的管理则是由物业部门负责管理。这就导致了部分楼宇的物业部门申领电费及维护费，但是亮灯时间不准，维护不到位等情况。为此，需要由政府规划部门进行一系列的灯光建设的有效规划，确保各个片区的灯光夜景的统一性。

5.对于由政府主导的灯光工程，我们需要明确以下几种维护方式，利用招标来实现对维修单位的有效确定，通过对包工不包料方式的应用，促进管理环节的有效运行，以针对可能出现的质量问题进行有效处理。并且合同文件中详细的规定了维护量及人工的比例关系，根据材料领用量可以算出维护的人工，做到坏多少修多少，工程量及资金流向非常清楚。但是要求管理人员必须亲自在现场进行清点，确认维护量，以防止维护单位多报多领，造成国家财产的损失。这种维护方式虽然省钱但非常不省心。

6在实际灯光工程维护过程中，包工包料、定期结算的发包模式被我们所广泛应用。通过对招标环节的有效控制，确保实行对其维护单位与维护范围的合理界定，也需要相关管理人员进行有效记录，以促进单位定期的上报维护环节的实现，确保结算成本的有效降低。这需要管理人员具备基本的工作能力，却博爱对各处灯光工程的有效了解。通过其定期巡查的记录进行相应工程量与人工环节的核算。以固定金额发包，保证规定期限内的运行正常国内部分城市的路灯维护就是采用这种方式进行维护管理的，但是在城市夜景灯光这一块，还没有尝试。这种维护方式双方都承担一定的风险。通过招标以规定数量的金额保证规定范围的灯光在规定期限内的正常亮灯，这样做的好处是责任明确，管理人员工作相对轻松，只负责巡查及记录亮灯率，维护单位负责巡查和及时维护。缺点是投资大。在资金允许的情况下，这种维护方式是最能调动维护单位积极性及最能保证亮灯率的。

三、结束语

目前来说，我国的灯光夜景建设系统依旧是不健全的，也需要相关政府部门进行灯光夜景建设的法律条文有效规范，以确保城市经济建设的综合效益的提升。

参考文献

[1]王莉.论城市夜景照明的景观特性[D].南京：南京艺术学院，2009

城市照明监控 篇10

随着社会的发展,应急照明系统得到广泛应用,尤其在某些重要场所和特殊情况下扮演着不可或缺的角色,比如在火灾逃生领域、安全出口领域、智能建筑、消防控制、公共建筑等领域。此外,应急照明与疏散逃生系统联系密切也得到广泛重视和研究[1]。另一方面,随着计算机技术的发展,应急照明监控系统的应用规模和使用范围在不断扩大,大规模的应急照明EPS和分配电系统对通信要求也越来越高,而传统的485通信由于耗时长和效率低已无法满足大型应急照明系统的通信需求。

传统485通信多见于工业自动化的远程控制,可用RS-485构成主从机通信网络系统[2]。也有利用RS-485电气特性和简单的结构方式,采用自定义串行通信协议,实现单片机RS-485多机通信[3]。但是组建的这些系统仅仅满足设备间通信要求和系统设计要求,并没有考虑到485通信调度问题,也没考虑到通信效率问题。这就可能会造成通信数据量较大的系统出现通信效率不高的问题。

因此,怎样选择合适的通信策略使得应急照明监控系统获得更快的运行速度是本文研究的重点。由此提出了一种基于优先级的通信调度策略以提高系统通信速度。最后依托Qt/Embedded[4]系统和数据库Sqlite[5],引入基于优先级的通信调度策略设计了一套运用在实际项目(合肥联信电源阜阳肿瘤医院应急照明监控系统项目)中的嵌入式触摸屏应急照明监控系统。

1 系统485通信调度策略研究

RS-485是一种串口通信标准,主要应用在智能设备与PC间或智能设备与智能设备之间的联网通信。RS-485接口的最大传输距离可达1200m左右,且RS485接口在总线上允许连接多达128个收发器,即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485接口方便地建立起智能设备网络相互通信。因为RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性,长距离传输和多站能力等优点使其成为首选的串行接口。图1简单示意了应急照明监控系统485通信。

系统通信主要涉及到主控制器与设备间的通信,鉴于设备不同,发送的指令也不尽相同,根据系统通信协议细分为:主控制器的控制指令、系统获取模拟量状态信息指令、系统获取开关量状态信息指令、系统自检指令等。此外,各设备的波特率(19200,9600,115200)、传输数据位数(7位,8位)等都会不同,串口在通信时往往会根据实际指令进行串口波特率和数据位数等相关参数配置,如果连续处理的两条指令的波特率和数据位数不同,那么串口需重新配置波特率和数据位数。但频繁的配置,将造成时间耗费进而降低效率,如何减少串口配置参数次数成为解决这一问题的关键。传统的485通信考虑到系统数据量较小且485通信压力小,没有对相应的485消息进行处理,但随着大型应急照明系统的广泛应用,485通信产生的通信数据量也不断增加,如何提高通信速度已急需解决。

为解决上面提到的问题,许多方法和策略被提出,其中就有排队策略。在文献[6]中体现了排队策略的好处,该文提出一种适用于无线传感器网络的基于动态优先权的FQ-IP任务调度策略,并很好地解决了系统低优先权任务长期得不到调度的问题,但是该算法运用到本系统则不合适,它仅仅解决了优先级调度问题,却不能减少不同设备间的不同指令的串口参数配置次数,从而达不到提高系统运行速度的设计需求,因此系统涉及到的波特率和数据位数配置问题需要新的排队算法来提高系统运行速度。

2 基于优先级排序算法及其验证

为了提高系统运行速度,在此提出了一种基于优先级的消息排队算法。后面通过实验仿真对该算法进行验证。

2.1 基于优先级排序算法描述

系统485通信时对于不同设备会产生不同的指令,若指令得不到及时响应,就会形成一个消息串,由此可以根据不同的波特率和数据位数等信息设置不同的优先级以减少配置波特率和数据位数的次数。引入排序算法使得消息串按优先级顺序排列,优先级较高的排在最前面,以此类推,当下一个消息进入已就绪的消息队列时按照其优先级的大小插入到已就绪的消息队列中,然后得到新的消息队列。依据对合肥联信电源有限公司常用设备统计,得到19200波特率、8位数据位消息优先级最高,9600波特率、8位数据位消息次之,9600波特率、7位数据位信息再次之……。在运用插入排序算法后,消息串按照优先级大小依次从高往低排列,形成新的消息队列。具体插入排序算法描述如下:

假设消息队列为H(n),它的消息成员为h(i), 0≤i≤n-1,相应的消息优先级为P(i), 0≤i≤n-1。当下一条消息加入消息队列时,假设其消息为X,优先级为P(x),若P(J)≤P(x)≤P(J-1),则将消息X插入到位置J处。其算法伪码如下:

Template< class Type >

int Search(Type p[], const Type& x, int n)

{

int low=0;

int high=n-1; //设置高低优先级位置,n为消息个数

while(low<=high)

{

int middle=(low+high)/2;

if(p(x)>p(middle))

low=middle+1;

else if(p(x)

high=middle-1;

else if(p(x)=p(middle))

insert=middle-1;

return insert; //返回middle-1,即将X插入到h(insert)处

}

insert=high;

high++;

return insert;

}

insert是上述查找算法的返回值,也是一个新消息应该插入的位置,将消息X插入到位置h(insert)处。容易得到,每执行一次算法的while循环,待搜索的范围减半,因此,在最坏的情况下,while循环被执行了O(logn)次。循环体内运行时间O(1)次,因此整个算法在最坏情况下的计算时间复杂度为O(logn)。

2.2 算法仿真验证

根据提出的基于优先级的排队插入算法,可以对其进行仿真验证。假设不同设备根据波特率和数据位数不同将传输数据分为以下四类:

A:波特率19200,数据位8位,停止位2位,校验位1位

B:波特率9600,数据位8位,停止位1位,无校验位

C:波特率9600,数据位7位,停止位2位,校验位2位

D:波特率115200,数据位8位,停止位1位,校验位1位

对这四类指令分别给出不同的优先级定义,A为1(最高),B为2,C为3,D为4,在排序时按1、2、3、4顺序排列指令。除此之外,不同指令所传输的字节数不一样,假设有三种情况:4个字节、8个字节和16个字节。根据指令传输内容的不同,假设三种字节数指令的使用率分别为40%、40%、20%。再由不同波特率使用情况假设四类指令分配比为10%、40%、20%、30%。另外不同类型指令之间的切换需要重新配置波特率和位数等参数,而这需要花费一定的时间。假设A、B、C、D每相互切换一次配置串口参数需花费时间0.001s。现在假设由A、B、C、D随机组成的10000条指令集,在处理完这些随机指令共花费时间为T1。当我们用上述排序算法使得该10000条指令集变为有序后再处理这些指令所花费的时间为T2。比较T1和T2的大小即可验证上述插入排序算法的可行性。随机生成10组这样的指令集,再做处理可得T1的平均值为62.5546s,T2的平均值为55.0036s。通过比较T1和T2可得运用插入排序算法使得485通信时间变短,较之前的未排序状态,处理10000条指令大约平均可节省7.551s,通信速度明显加快。

通过数据仿真,发现在运用了基于优先级排队算法的调度策略后,系统的485通信时间变短,通信效率得到提高,使得系统的整体处理能力也能得到提升,因此具有一定的使用价值。

3 应急照明监控系统设计与应用

由上述提出的基于优先级排队算法设计了一套应急照明监控系统,将所有系统状态信息及控制命令返回信息显示在系统的图形界面上以达到系统监控的目的。以下是系统的具体设计和应用。

3.1 应急照明监控系统的设计

整个应急照明监控系统的设计主要包括三个方面:基于优先级排队调度策略、Qt图形界面设计和数据库Sqlite的设计。基于优先级排队调度策略已在前两节阐述,下面主要介绍Qt图形界面设计和数据库Sqlite的设计。

Qt是一个由奇趣科技开发后经诺基亚发展的跨平台C++图形用户界面应用程序开发框架。系统的图形界面在Qt/Embedded平台上设计,主要包含了主界面、控制器、EPS、分配电、故障信息和自检等六个部分。该图形界面主要实现了实时显示状态功能和控制功能:1)实时显示了EPS工作状态、分配电状态以及故障等信息;2)可控制EPS市电和应急状态切换控制和分配电下灯具的开关。最后将编译通过的图形界面程序移植到嵌入式触摸屏ARM板(飞凌公司的FL2440开发板)上运行[7]。

Sqlite是一种轻量级数据库,具有简单、小、

独立的优点,可用在嵌入式系统中读写数据。系统采用Sqlite管理应急照明监控系统生成的数据,包括系统处于何种方式供电(市电或应急电源)、市电电压、输出电压、输出电流、系统是否存在故障等信息。使用Sqlite建立arguments Log.db数据库,将应急照 明监控系 统运行数 据定时存 入arguments Log.db数据库table表中,这些table表分别为POWERSTATUS( 应急电源 状态 ) 、DISTRIBUTIONBOX(分配电状态)、LIGHTPOWERSTATUS(应急电源故障状态)、LIGHTPOWERARGUMENTS(应急电源模拟量)。同时,Qt图形界面定时从数据库中读取相关数据并显示在图形界面上,这些数据包括地址信息、应急电源EPS和分配电状态信息、应急电源故障信息和时间信息等等,最终达到监控系统状态的目的。

3.2 应急照明监控系统应用

基于前面提到的应急照明设计方法为阜阳肿瘤医院设计了一套触摸屏智能应急照明监控系统,下面就系统设计做简单介绍。

首先在Qt下创建Emergency_lighting项目,届时会生成一Emergency_lighting.pro工程。工程下有头文件、源文件、界面文件三个子文件。在界面文件下添加新文件,命名为mainwindow.ui,并在mainwindow.ui上添加相应控件,优化设计以使界面美观。完成后在头文件和源文件添加相关实现代码。

项目中,应急照明监控系统主要为了实时显示应急照明系统的一些重要参数和控制应急电源供电状况及相关灯具的开关状态。因此,Qt程序也围绕着这两大功能展开。其中,实时显示数据可通过读取数据库内容然后显示在Qt界面上,具体可参考下面一小段代码:

……

char sql[]="SELECT OUTPUTCURRENT,OUTPUTVOLTAGE,BATTERYVOLTAGE,ACVOLTAGE FROM LIGHTPOWERARGUMENTS WHEREADDR=1";

rc=sqlite3_get_table(db,sql,&az Result.&nrow,&ncolumn,&errmsg);

……

ui ->label_152->set Text(az Result[4]);//将从数据库中读取的内容在控件label_152上显示

……

上述代码可实现将应急电源的输出电压等信息显示在图形界面的label_152等控件上,以此类推实现系统对应急照明系统的监控目的。至于控制供电状态和灯具开关状态,可通过建立通信协议实现,设计图形界面控制按钮向照明监控系统发送控制指令完成相应操作,具体可参考下面一小段代码:

Void Main Window::on_push Button_3 _clicked()

{

clickPushButton=new loginDLg(this);//点击界面按钮,弹出新对话框

clickPushButton->exec();

if(aa==1)//判断输入密码是否正确

{

aa=0;//给全局变量清零

……

argumentsFromUI.addr=0x02;//地址号

argumentsFromUI.commandNum=0x05;//控制号

arguments From UI.control Command=0x01;//发送的控制命令内容

commu Inter.commu By485(arguments From UI,&arguments To UI);//485函数实现应急照明控制系统命令传输

}

}

上段代码可实现将2号应急电源由市电供电切换成应急电源EPS供电。以此类推,可实现图形界面发送指令实现对应急照明系统的监控,运行界面如图2所示,图中应急电源1、4在按了各自强制应急按钮后工作状态显示为应急并显示各自应急启动时间。

图2应急照明监控系统主界面 (参见下页)

4 结束语

本文提出了基于优先级的通信调度策略,在此基础上提出基于优先级的排序算法,通过仿真验证可得知此算法的引入提高了指令的运行速度,减少了485通信的时间,提高了系统的效率。此外,基于优先级的通信调度策略使用Qt/Embedded与数据库Sqlite等工具设计出一套界面信息量大、操作简单、美观的触摸屏应急照明监控系统,可达到监控目的。实际应用方面,为阜阳肿瘤医院开发的一套应急照明监控系统运行良好,解决了大规模应急照明EPS和分配电的监控问题,效果显著。

摘要：针对目前大规模应急照明监控系统485通信调度过程中存在的耗时长、效率低问题,对此提出基于优先级的通信调度策略。该策略通过设置不同优先级,引入排序算法来提高系统485的通信效率。排序算法可根据不同的波特率和数据位数对消息排序以减少系统通信配置次数进而缩短通信时间。基于提出的优先级调度策略使用Qt/Embedded和Sqlite数据库等工具开发了一套触摸屏应急照明监控系统。该系统能够正常运行并提高了应急照明监控系统通信速度。经过仿真验证,基于优先级排序算法调度策略提高通信速度是可行的。实际应用中,阜阳应急照明监控系统的正常运行也证实了此方法可行有效。