道路照明是城市公共设施的重要组成部分,目前国内的道路照明系统大部分没有采用网络化监控管理,只能以区域为单位对照明设备进行简单的开关灯控制,这样的控制方法不能实时的获得每盏路灯的状况,也无法根据具体情况调整路灯亮度,不能有效的节省电能。
目前国内多数城市路灯的开、关控制仍由每台变压器(配电箱)分散控制,很少有对路灯进行监控,缺乏灵活多变的操作系统,因此存在着一系列的问题:
(1)系统复杂,难以统一管理。
(2)路灯覆盖面广,维护困难,维护力量严重不足,疲于应付。路灯损坏情况不能及时掌握以及反馈,给快速维护带来困维,同时给道路上行驶的人们带来不便。
(3)开关控制效率低,用电浪费现象严重。目前大部分城市灯光采用的是人工管理模式:一是使用人工开关灯控制,由工作人员在需要的地段和需要的时间,人工开关灯;二是使用机械钟控开关灯控制方式,如果需要调整开关灯时间,则必须人工到各现场调整每一个机械时钟控制器,工作难度大,造成开关灯时间不能及时变更,难以做到合理开关灯,用电浪费严重。
(4)存在安全隐患,无法快速掌握路灯运行状态,无安全保障,统计困难。道路照明路灯系统庞大复杂,对各种漏电、触电、短路、跳闸,电缆和灯具被盗、破坏等现象不能及时发现,存在较大安全隐患。也无法对整个系统每盏灯的电压、电流、功率等数据进行每天统计,不能及时快速地掌握灯光系统的运行状态。
针对上述的缺点及道路照明监控系统研究现状中提到的不足,上海顺舟电子利用ZigBee技术与LED路灯的结合能很好解决路灯的监控和节能问题。主要原因如下:
(1)ZigBee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至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ZigBee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ZigBee技术低功耗的特点,实现节能的目的。ZigBeeI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)ZigBee技术是一种自组织网络,网络拓扑结构可以随意变动,而且ZigBee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。ZigBee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ZigBee技术可以节省监控系统的成本,因为zigBee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。
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