基于LED冷光源的智能路燈控制系統(tǒng)設計

摘要：LED冷光源作為一種節(jié)能、環(huán)保的新型綠色光源，是未來城市道路照明的發(fā)展方向。設計一種基于LED冷光源道路照明的智能路燈控制系統(tǒng)，不僅可以實現路燈的智能化設計，而且更可以提高能源的利用率。
關鍵詞：LED；路燈；節(jié)能；控制系統(tǒng)

0 引言
當前巨大的能源消耗和由此引起的能源短缺、價格上漲等已使得節(jié)約能源成為一項十分迫切的任務。國家“十一五計劃”提出“要把節(jié)約資源作為基本國策”，首次提出十一五期間單位國內生產總值能源消耗降低20％左右的目標。原建設部在《“十一五”城市綠色照明工程規(guī)劃綱要》中明確提出，2006～2010年累計節(jié)電要達到25％。
LED冷光源作為一種新型的綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長等特點，是未來照明的發(fā)展趨勢。2009年初，中國科技部推出“十城萬盞”半導體照明應用示范城市方案，該計劃涵蓋北京、上海、深圳、武漢等21個國內發(fā)達城市。這一計劃的實施將有效引導我國半導體照
明應用的健康快速發(fā)展。
本課題正是基于LED冷光源道路照明而設計的智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)，從而有效解決現有的道路照明管理系統(tǒng)普遍存在著難以反饋路燈狀態(tài)信息、沒有適時開關燈、基本沒有節(jié)電效果等問題。

1 LED技術概述
LED(Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)是一種固態(tài)的半導體器件，它可以直接把電轉化為光。LED光源具有高節(jié)能、利環(huán)保、壽命長、體積小、多變幻適用性強、穩(wěn)定性高、響應時間短等特點，可以廣泛應用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領
域。雖然價格較現有照明器材昂貴，仍被認為它是其理想的替代品。
在節(jié)能方面，LED具有直流驅動，超低功耗(單管0．1 w)等特點，相比傳統(tǒng)光源，LED光源接近點光源，單相發(fā)光，好配光，光效利用率高。就平均照度來講，一盞50 W的LED燈亮度可與100 W的高壓鈉燈相當，如果就點照度來講，那要更高。相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能50％以上(以實際應用產品為例)。LED光源為固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積等缺點。當光通量衰減到70％時，其壽命達到了50 000 h，高壓鈉燈的壽命是10 000～20 000 h。而它的環(huán)保效益更佳，發(fā)光顏色純正，不含有紫外和紅外的輻射，而且不含汞元素，沒有污染，廢棄物可方便回收。冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。

2 路燈節(jié)能控制系統(tǒng)總體結構
考慮到造價、監(jiān)測范圍、控制點設置、擴容方便等要求，在本次設計中采用無線通信與電力載波通信相結合的方案。
具體的方案如下：整個監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控終端、集中控制器、路燈控制器和路燈組成。本系統(tǒng)的上位機即監(jiān)控終端放在城市路燈管理部門，以單個配電變壓器為范圍安裝集中控制器，在每盞路燈上安裝路燈控制器方便實現單燈控制。在主控制室與集中控制器之間采用GPRS通信，GPRS通信方式容易實現高速數據傳輸、長時間在線，并且可獲得按流量收費的低資費方式，硬件投資少，對地域要求相對也較低。在集中控制器與路燈控制器之間則采用電力線載波通信技術，采用電力載波技術的最大的好處就是不需要再鋪設通信電纜就可容易地實現對每盞燈的檢測，減少了通道建設的費用。整個系統(tǒng)的結構圖如圖1所示。