毕业论文范文：单灯监控的应用研究

【摘 要】单灯监控系统是一个分布式、集散型、网络化、全开放的系统，包括了控制中心和若干个分控点，能够对各种路灯设备进行集中监控和管理。且具有一定的节能功能。目前，节能的概念非常普遍，在满足照度需求的前提下，一定范围降低温度来达到减少消耗的目的。本文从现今单灯的照明监控发展、单灯监控的功能和监控进行阐述，结合数字管理技术，构建城市化的智能照明应用体系，并在基础上提出了实现方式。

【关键词】城市;智能照明;单灯监控; 监控;管理

我们设计的系统一般是采用无线分组传输的方式，基本可以分为：通讯层、采集执行层、监控中心。常用的方式有抑制性节能、降压节能和开关节能。论文从不同的角度阐述了城市智能照明中单灯监控的应用与研究。

1.单灯照明监控的发展

如今，单灯照明装置是在城市道路规划建设中应用比较广泛的一个系统，它主要是一个单独控制盏路灯在开关、节能、数据采集和故障判断的设备。通常是由以下几个部分组成。

(1)单灯监控模块：安装在灯杆内或灯具内，由单灯监测单元和单灯控制单元组成。

(2)单灯通讯模块：单灯配套的通讯模块，实现了单灯装置和监控前端的装置。

(3)单灯适配器：在开关箱中，实现了开关箱管辖范围内的单灯装置数据急抄。

单灯监控系统可以通过监控中心的监控计算机单元与相应的软件构成网络系统，并且按照一定的通讯协议来判断该设备的工作状态和故障情况。

现今采取的照明主要还是采用了节能手段来满足需求，这样会大大的影响到光照度和光源寿命，实际上无法满足根本的目的，但单灯产品则改变了这一局势，不仅能够满足光照度的需求和光源的寿命，还能满足对每盏灯的控制和管理。真正的实现了智能化需求。目前判断亮灯率的方法主要有两种形式：

(1)通过人工巡检，亮灯率可以非常准确，但耗时耗力，在此基础上需要大面积亮灯，这样就会造成巨大的浪费。

(2)通过测量线路整体电流来实现亮灯率的监测，但要注意环境方面因素影响，测量的结果不可能是完全准确，通常在90%以上。

2.单灯监控多功能化

单灯监控系统能够解决此问题，每个光源都装有一个监控终端，其工作状态能够及时的传送到监控管理中心，因此亮灯率的判断可以为百分之百。且能够有效的避免了由于灯不亮给人们的生活带来了不便之处。另外，单灯系统有效地防止了电缆被偷窃的行为发生，同时在单灯系统中可以预设好几种应急方案。

现在的监控系统功能组合的形式主要有以下几种：

方式一：只有终端监控、通讯模块、监控中心等三个部分组成的亮灯自动化系统。

方式二：监控终端、电缆防盗器、通讯模块、监控中心四部分组成的亮灯自动化系统。

方式三：监控终端、电缆防盗器、单灯模块、单灯适配器、通讯模块、监控中心六部分组成。第三种方式是技术学家锁倡导和建议的使用系统，具有监控，数据分析，防盗等优势。

3.无线通讯背景

zigbee技术是被当今世界所认可发展最迅速的技术，市场前景非常的广阔。该技术使用了电波的方式用作无线信息传输，采用的是复数节点方式来连接到网络。zigbee技术伴随着短距离无线通讯技术，个人局域网的需求而发展，根据这个协议所规定的技术是一种低距离、低复杂率、低成本、高可效性的双项无线通讯技术，主要是适用于自动控制和远程控制两个方面。尤其是针对单灯照明领域应用是非常的广泛。

考虑到城市照明的应用条件，控制中心应该是该系统的心脏，要有专业的机房设施，接入到以太局域网内，且同时具备子系统来接受和处理信息的传输过程，完成存储和转发的任务。利用zigbee组网，结合科技软件来实现信息化管理。系统全天24小时监控。

zigbee的通信功能能够迅速建立起工作数据库，有效的降低了故障率和偷盗行为的发生率，需要查询的时候，zigbee提供识别功能，来达到信息传输。

4.单灯照明的广泛应用

国内的单灯产品是最近几年的时间里面刚刚兴起，还是处于发展期。但是产品的更新程度很快，装置的形式变得多种多样。从有线通讯方式到电力线载波通讯方式。控制方式也是从单路控制方式转变成为多路控制;故障诊断方式也是从无到有。安装从原先的在灯头上安装到安装在灯杆上。从以上的几个方面，我们不难可以看出单灯产品逐渐的走向成熟，只有质量更好，才会更好的去服务社会和人民。

4.1控制对象

单灯控制的对象应该是其对应的灯具光源，目前常规的单灯监控装置可以控制：高压钠灯、汞灯。特别的单灯监控装置可以对电子镇流器的光源进行控制。或者是对led路灯的电源驱动进行监控并构建通讯网络。

根据控制对象的不同，单灯装置的控制数量也是存在着差别，大量的单灯装置采用单对单的控制方式，也存在个别的单对多。

4.2节能方式

节能方式是越来越得到了巨大的应用范围，现今的单灯节能方式主要有以下几种方式：

(1)抑制性节能方式：因电网电压的偏高导致了耗电以及的灯源的损耗，而开发出来能在夜间电压偏高时候，能自动降压，稳定供电，达到了节能电能和延长电炮的使用寿命。

(2)降压节能方式：通过降低电压，而开发出的相关产品主要有两种方式：无极变压节能方式和档位节能方式。无极变压指的是根据不同客户的需求来调节电压范围以达到节能目的。而档位节能是通过输出变压器抽头来输出不同电压量满足节能的要求。

(3)开关节能方式：通过对灯具光源的直接开关来实现了节能，该方式产生的直接效果是最理想。对灯源的影响很小。通过形成系统以后，采用不同的分组策略实现分组开关灯控制。从而取得较高的开关灯控制，达到节能。

5.单灯监控装置的实现方式

一般是指前端监控与单灯装置间的通讯方式，常见的通讯方式有：电力载波方式，无线传输方式，其他传输方式。

(1)电力载波方式：该技术主要是利用电力线网来为传媒媒介，将载有信息的高频信号加载到电线上面，通过电力线来传输信息，且通过调制器把高频信号从电力线上分离出来，传送到终端监控。如今，电力载波已经变得非常普遍，其研究方向主要还是低速的电线载波通讯方式，主要是用来传输电网调节管理信息，以及载波语音通讯等。随着数字电子技术的不断发展，传统的电力行业已经慢慢的走向了数字化。

(2)无线传输方式：该方式是基于相关的网络协议介入到电网中来进行数据方面的传输和应用。常见的有无线局域网、蓝牙、zigbee和无线团体局域网。无线解决方案采取了zigbee的无线通讯方案，其最大的特点是：

1)低成本，通过大幅度的简化协议降低了对zigbee通信控制器的要求，因而大大降低了成本。2)低速率，在2.4ghz的频段中只有10-250kbit/s，专注于低传输应用。3)近距离，通过路由器和节点间的通讯接力，传输距离将更远。根据实际的发射功率大小来决定了各种不同应用模式的结合。4)高安全性zigbee提供了3种安全模式：包括了无安全设定、使用接入控制滑单防止非法获取数据，以及采用高级加密来确定安全属性。

6.结语

社会在不断发展，单灯监控装置的使用最大程度上方便了人们的生活，更加体现出现代化城市的进程。我们从各个不同的角度具体地阐述一些实质性的内容，表达了单灯装置监控系统的广泛应用，除了技术方面的更新之外，节能功效是核心的主题，系统利用了简单的传输方式和通讯方式来达到良好的节能目的，该系统对于现代化城市发展，数字化进程具有重要的社会意义，系统已经在城市中广泛的应用和实现管理，取得了良好的应用效果和社会效益。

【参考文献】

[1]陈凤贤.基于多智能体技术的路灯节能控制系统的研究[d].华南理工大学，2017.

[2]李大伟.城市照明能源设施节能智能监管系统设计[d].华南理工大学，2017.

[3]闫展坤.智能照明控制系统研究[d].浙江大学，2017.