三安物联网公共照明智能系统与LED的应用

王新毅

摘 要：当今低炭经济，低炭生活已是全社会的共识，而节约能源是低炭经济、低炭生活的一个重要组成部分。物联网公共照明系统的核心优势是其中的重要途径与方法。文章就公共照明系统的节能措施谈一些具体的看法。

关键词：低炭经济；物联网技术；系统；LED节能特性

中图分类号：TM923 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）20-0138-02

1 概述

现阶段能源短缺在世界范围内都是一个突出的问题，作为一个能源消耗大国，我国必须遵循节约能源、保护环境的方针政策，才能实现经济的可持续发展，而在我国降低能源消耗、建设能源节约型社会是一项长期、艰巨的任务目标，在发展能源节约型经济中，公共照明系统的节能是一项重要内容，实际工程建设中工遵循设计节能、使用节能的原则齐抓共管。

全国各大、中城市的主流路灯监控管理系统是基于监控中心——控制柜模式，最小监控单位为路灯控制柜，只能达到对某一段道路上的路灯统一开关调控的水平，同时管理软件功能较单一，节能效果一般，越来越不适应城市管理现代化、信息化的飞速发展需要。以信息感知、组网、智能化识别、智能控制为特征的物联网技术的兴起给公共照明监控管理技术的跨越式发展提供了可能。

三安物联网公共照明智能管理系统即以单灯控制为核心的软硬件集成系统，兼容目前主流的城市照明灯具，如高压钠灯的单灯智能控制，又可与新兴的革命性照明产品LED灯相结合实现控制中心对每个单灯进行控制。

三安物联网公共照明智能管理系统能实现远程对任意单灯的开关灯操作，任意时段的亮度任意调节，单灯电流功率数据统计，损坏报警等，系统节能可比目前提高50%以上，是国内领先的城市公共照明服务物联网平台。

系统符合国家新兴产业支持方向，顺应国际路灯监控管理的发展趋势，大幅度节电环保，降低维护费用，提升公共照明管理水平和技术含量，并可兼容或扩展为城市物联网管理系统的一部分。

2 物联网公共照明系统的核心优势

2.1 国内领先的高智能化城市照明控制系统

基于物联网技术真正将单灯控制从简单的模块产品发展成完善可靠的智能系统产品，从中控室到监控柜直到单灯3级控制体系，整个城市所有单灯的开关灯控制和电流功率检测、故障报警等均在中控电脑上实时显示，集中控制，一目了然。同时可实现Web查询，支持智能手机控制，是城市照明管理工作的换代产品。

2.2 系统可扩展到城市物联网应用和数字化城市管理的其他方面，或与已有的数字化城市管理系统兼容组网

该系统具备物联网技术的所有核心技术特征，模块自组网，无线通讯，数据采集、分析和处理；浏览器查询和管理等，只要换装不同的传感器件和对系统软件进行调整即可改造为其他类型的城市物联网管理系统。同时系统基于通用数据库和地理信息系统构建，通过接口便于与其他数字化城市管理系统兼容和组网。

2.3 系统具有高度的可靠性和成熟性

三安物联网公共照明管理系统的研发建立在本公司多年路灯控制的成熟技术和经验基础上，借鉴国内外相关产品的开发经验教训，并经过多个城市试用改进后成功的，采用了抗干扰和实际通讯距离最远的无线通讯模块，耐低温和抗高温性能良好的硬件模块，保障了可靠性；系统软件的开发历经多年的用户反馈和需求分析完善，确保了成熟性。

2.4 系统软件功能丰富强大

基于自主研发的高效可靠的单片机程序和最适合用户使用并可根据用户需求调整的单灯控制软件，可统一开关、集中控制，实现遥控、遥信、遥测、遥调，可灵活设置开关时间及组合，可实现地理信息系统功能、自动报警功能、所有路灯数据保存查询分析等，支持最先进的Web访问查询，可运行于中控室电脑或其他任意接入互联网的电脑上，同时也开发了可在智能手机上使用的监控软件，并全部兼容本公司原有的路灯监控系统。

2.5 可靠的单灯通讯及自组网技术

经过多年研发和实践经验采用的短距无线通讯自组网技术和多种软硬件措施保证了实际道路使用中的通讯可靠性，同时工作时不需要申請频段，功率微小，运行成本极低。该技术是核心物联网通讯技术之一，便于扩展到其他类型的物联网应用。

2.6 适合LED灯、可调光节能灯等新一代光源的匹配要求

三安物联网公共照明控制系统在设计时考虑了与未来城市照明发展趋势兼用的需求，即可控制目前主流的高压钠灯等照明灯具，又在各层次软件上开发了与新型LED灯、节能灯的通讯接口和相关控制管理程序，可无级调整LED灯功率，检测温度，开启温度上限保护等功能。

2.7 超值的投资回报

在系统实际应用过程中，可以实现电网过欠压、节能的精确及细化控制，用户原始使用的控制系统不同，其节能效果也存在差异，但总体节能效果可达到25%-60%；并且有效的保护措施可延长用电系统的使用寿命，灯具维护、更费成本也有显著下降。由此可见，节省电费的直接效益结合保护光源的间接效益可缩短用户回收成本时间，并可持续创造节能效益。

3 LED节能特性

3.1 LED光源发光效率高

发光效率比较：白炽灯光效在10-15流明/瓦、卤钨灯光效为12-24流明/瓦、荧光灯50-90流明/瓦，钠灯90-140流明/瓦，大部分的耗电变成热量损耗。LED光效：可发到50-200流明/瓦，而且发光的单色性好，光谱窄，无需过滤，可直接发出有色可见光。

3.2 LED光源耗电量少

LED单管功率0.03-0.06瓦，采用直流驱动，单管驱动电压1.5-3.5伏。电流15-18毫安。反映速度快，可在高频操作，用在同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯的万分之一，荧光管的二分之一，同样效果的一支日光灯40多瓦，而采用LED每支的功率只有18瓦。

3.3 LED光源使用寿命长

白炽灯、荧光灯、卤钨灯是采用电子光场辐射发光，灯丝发光易烧，热沉积、光衰减等特点，而采用LED灯体积小，重量輕，环氧树脂封装，可承受高强机械冲击和震动，不易破碎，平均寿命达3-5万小时，可以大大降低灯的维护费用避免经常换灯之苦。

3.4 LED安全可靠性强

相比其它光源，LED为冷光源，其无热辐射性、发热量低，触摸安全，不仅光型可被精确控制，而且发光角度、光色也可精确调控，且并不含汞、钠等对人体健康有害的物质。

3.5 LED光源有利环保

LED为全固体发光体、耐冲击不易破碎、废弃物可回收、没有污染减少大量二氧化硫及氮化物等有害气体以及二氧化碳等温室气体的产生，改善人们生活居住环境，可称“绿色照明光源”。

3.6 LED光源更节能

采用LED恒流电源来给LED灯具供电，由于在电源工作期间都会自动检测和控制流过LED的电流，因而，不用担忧在通电的瞬时有过高的电流流过LED，也不用担忧负载短路烧坏电源。LED灯有高效、环保、寿命长的特点。采用铝制外壳的LED灯具，容易散热，外观精美，重量轻巧，LED采用铝外壳可以增加灯芯的寿命，使LED灯看起来更美观。所以，一些高质量、中质量的LED灯会采用铝灯壳。LED灯泡比省电灯泡更省电，若散热合宜，寿命长达30000小时。热炽灯一般都只有1000小时寿命，省电灯泡亦只有大约8000小时。故LED灯泡能使用大约25至30年，而且光度随年月衰减很少。LED灯泡都是无汞的，亦有不同颜色的选择。售价虽然较高，但电力和维护费用较低，可互相抵消。

4 结束语

我国在新时代物联网公共照明智能管理系统节能设计领域中面临着新的挑战，因为国外在设计过程中十分重视环保和节能。因此，对于设计者而言，就要选用合理的照明光源，合理的采用新材料、新技术，才能缓解我国能源紧张的局面，加快发展循环经济，实现我国国民经济可持续高速发展。同时也是保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量，贯彻落实科学发展观的一项重要举措。

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