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摘要：随着城市化进程的加快和城市路灯覆盖范围的不断扩大，人们对城市照明的关注逐年提高，对路灯设施远程监控和管理的要求也越来越高。如何合理高效地利用和监控路灯能源，已成为迫在眉睫的重大问题。笔者结合多年的路灯监控管理工作的实际经验，谈谈灯联网在路灯管理中的应用。
关键字：灯联网；路灯监控；物联网；单灯控制；单灯防盗。
中图分类号：TP393文献标识码： A
一、路灯监控系统的发展及现状
国内的路灯监控系统从上世纪80年代末至今，已走过了近二十年，从控制技术方面看，经历了定时控制、经纬度时间控制、光控、光控与时控相结合；从监控方式上看，已经经历了现场控制、远程集中控制两个阶段，现正向单灯远程监控的方向发展；从数据传输方面看，尝试过用电力线、电话线载波的数据传输方式、数传电台无线数据传输方式、短消息SMS和GPRS/CDMA无线公网数据传输方式等。
近年来，城市照明行业在智能控制方面也在不断地进步，现在各地已逐渐应用了路灯“三遥”控制系统，大多采用无线专网或移动公网进行通信，实现了对现场配电箱的控制，达到了对照明配电回路的控制、检测等功能。系统可根据当地的日出日落时间及光照度值，采用光控和时控相结合的方法，自动遥控开、关路灯，并能智能遥测现场的工作电压、电流、断路器状态和接触器状态等数据，可对采集到的数据进行分析，自动计算亮灯率，判断城市照明运行情况。这一系统的应用在一定程度上大大提高了城市照明的管理水平，既提高了工作效率同时又降低了管理成本。但是路灯“三遥”系统实质上采用的是集中控制的方式，集中亮灯时电流、电压的瞬间剧烈变化对专用变压器和灯具造成的巨大冲击，时常造成设备的损害，大大缩短了设备的使用寿命。
与此同时，传统的“路灯监控系统”普遍存在只能控制到路灯回路、电能浪费大、电压过高/过低影响灯具寿命、远程操控及巡查无法监控，控制方式单一、故障维修反应率低、统计查询功能弱、亮灯率计算不准确、电缆防盗不可靠等问题，因缺乏灵活的控制和监测手段，无法监测到每个灯具的运行情况，也无法实现故障的精细化预警。这与“分时间、分路段、分情景”的智能化管理目标相距甚远，更谈不上住建部十二五绿色照明规划中所提出的“精细管理、按需照明”。
为了符合节约型、可持续性发展社会的标准，从节约电能、提高管理水平的角度和改善城市投资环境的社会效应出发，建设更加科学化、精细化的灯联网路灯监控系统成为城市建设的必然趋势。
二、关于灯联网
灯联网——Internet of Lamp (IOL),顾名思义，就是将所有灯具进行联网，简单地讲就是单灯联网。它是物联网在照明行业的一个具体应用，是物联网的一个子集，它是物联网技术和市场高速发展的必然结果和趋势！
灯联网指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备(智能灯具)，通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用灯联网平台的大集成（Grand Integration)，在内网（Intranet）、专网（Extranet）、和/或互联网（Internet）环境下，经过处理后，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、远程控制、远程单灯调光节能、故障定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面远程调度、监视等管理和服务功能，实现对管辖区域内的照明系统实现“单灯”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
三、基于灯联网的路灯监控系统的结构
灯联网路灯监控系统由三部分组成：监控中心、配电柜集中控制终端、单灯控制器和无线传输网络。系统先由单灯控制器组成子网，将每一盏灯杆组成灯联网，再由现场基站通过无线的方式将子网数据远传至控制中心，最后由监控中心监控软件进行数据处理及控制（如图1所示）。
图1：灯联网路灯监控系统网络拓扑
计算机路灯控制和管理中心（路灯管理处）通过GSM/GPRS/CDMA方式与分布在各地的路灯监控终端通信，實现区域或城市的路灯控制；路灯监控终端作为一个路段路灯控制和管理单元，并通过WSN无线通信方式与每一个路灯节能控制器通信，实现路段的路灯控制（如图2所示）。
图2：系统结构—公网应用
单灯控制模块控制和监视每一盏路灯的亮、灭，并与集中控制终端和路灯监控管理系统构成路灯监控和节能监控系统，主要用于监测每盏路灯的运行状态和开关控制。（如图3所示）配电柜集中监控设备可实现对下涉所有路灯单灯控制器的管理和数据采集，并且可以对路灯配电柜的运行状态进行监控，集中监控设备通过GPRS无线公网进行传输实现与监控中心的实时互动，实质上讲灯联网是在GPRS无线远程路灯监控系统的深入和拓展。
图3：系统结构—配电箱集中控制
四、灯联网路灯监控系统的优势
1、精细化管理：对整个照明设施的监测和控制从回路精确到单一灯杆，实现了管理上的精准和具体。
2、智能化管理：通过监控中心监控管理软件编程，就可以根据需要实现千变万化的路灯开关组合方案（比如偶数亮灯、奇数亮灯、隔盏亮灯、S型亮灯等）。
3、节能最大化：当夜深人静的时候，我们完全可以根据照明实际需要，灵活地选择关掉其中的部分路灯，实现节能的最大化。系统的调光功能，还可以在后半夜照度要求不高的情况下调低光源的功率，同样达到大幅节能的目的。
4、进一步降低工作强度：灯联网系统利用计算机及时、全面地发现每一盏路灯运行中出现的故障，实现真正意义上的“值班等待报警”，不仅大大减少了巡视人员和车辆损耗，降低了维修成本，而且在检修车出发之前就已经知道了故障的准确地点和基本状态，无需靠人工查找档案图纸、单纯的文字性数据信息及巡线查找，因而大幅缩短了维修响应时间、提高了检修效率，为快速、及时修复提供了强有力的保障，由此将产生极大的经济效益。。
5、延长照明设施使用寿命， 电网冲击：系统可以通过计算机编程，逐次点亮每个路灯，避免了集中亮灯关灯时电流、电压的瞬间剧烈变化对专用变压器和灯具造成的巨大冲击。
6、极大限度方便路灯维修：以往路灯维修大都安排在晚上进行，白天维修路灯，需要从集中配电柜对某一支路送电进行检修，白天送电维修会引起市民的误会（白天亮灯浪费电）。灯联网系统可以通过系统告警某一单灯故障，白天维修时可以只给故障的那盏灯送电进行维修，不会造成整条支路灯都亮，既减少了电能的浪费，又能减少市民对照明管理部门的投诉，产生极大的社会效益。
7、电缆防盗更可靠：灯联网单灯电缆防盗设备采用全天供电方式，完全可以解决传统电缆防盗白天无法防盗弊端；采用ZigBee网络，通过主动上报方式，实现电缆被盗信息及时上报，提高电缆被盗信息上报实时性；从检测原理、上报方式等多个环节进行优化处理，极大提高电缆被盗告警可靠性和准确度。
五、灯联网路灯监控系统的发展趋势
灯联网是通过物联网实现远程监控、节能管理每一盏灯，实现单灯“四遥”监控功能，将单灯节能与单灯智能化管理融入一个统一的平台，成为智慧照明系统不可或缺的子系统，轻松实现单灯节能与单灯管理的有机整合、统一，达到单灯“管控营”一体化，从管理和节能两个角度对用户照明系统进行全方位、精细化管理。灯联网是物联网在市政路灯、景观（光彩）照明、楼宇以及工厂照明行业的具体应用，是物联网与节能行业的有机结合！是下一代数字照明发展的必然趋势！也是发展我国第四产业—智慧照明最基本的行业性核心技术平台--物联网数字化照明节能管控一体化平台！
关键字：灯联网；路灯监控；物联网；单灯控制；单灯防盗。
中图分类号：TP393文献标识码： A
一、路灯监控系统的发展及现状
国内的路灯监控系统从上世纪80年代末至今，已走过了近二十年，从控制技术方面看，经历了定时控制、经纬度时间控制、光控、光控与时控相结合；从监控方式上看，已经经历了现场控制、远程集中控制两个阶段，现正向单灯远程监控的方向发展；从数据传输方面看，尝试过用电力线、电话线载波的数据传输方式、数传电台无线数据传输方式、短消息SMS和GPRS/CDMA无线公网数据传输方式等。
近年来，城市照明行业在智能控制方面也在不断地进步，现在各地已逐渐应用了路灯“三遥”控制系统，大多采用无线专网或移动公网进行通信，实现了对现场配电箱的控制，达到了对照明配电回路的控制、检测等功能。系统可根据当地的日出日落时间及光照度值，采用光控和时控相结合的方法，自动遥控开、关路灯，并能智能遥测现场的工作电压、电流、断路器状态和接触器状态等数据，可对采集到的数据进行分析，自动计算亮灯率，判断城市照明运行情况。这一系统的应用在一定程度上大大提高了城市照明的管理水平，既提高了工作效率同时又降低了管理成本。但是路灯“三遥”系统实质上采用的是集中控制的方式，集中亮灯时电流、电压的瞬间剧烈变化对专用变压器和灯具造成的巨大冲击，时常造成设备的损害，大大缩短了设备的使用寿命。
与此同时，传统的“路灯监控系统”普遍存在只能控制到路灯回路、电能浪费大、电压过高/过低影响灯具寿命、远程操控及巡查无法监控，控制方式单一、故障维修反应率低、统计查询功能弱、亮灯率计算不准确、电缆防盗不可靠等问题，因缺乏灵活的控制和监测手段，无法监测到每个灯具的运行情况，也无法实现故障的精细化预警。这与“分时间、分路段、分情景”的智能化管理目标相距甚远，更谈不上住建部十二五绿色照明规划中所提出的“精细管理、按需照明”。
为了符合节约型、可持续性发展社会的标准，从节约电能、提高管理水平的角度和改善城市投资环境的社会效应出发，建设更加科学化、精细化的灯联网路灯监控系统成为城市建设的必然趋势。
二、关于灯联网
灯联网——Internet of Lamp (IOL),顾名思义，就是将所有灯具进行联网，简单地讲就是单灯联网。它是物联网在照明行业的一个具体应用，是物联网的一个子集，它是物联网技术和市场高速发展的必然结果和趋势！
灯联网指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备(智能灯具)，通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用灯联网平台的大集成（Grand Integration)，在内网（Intranet）、专网（Extranet）、和/或互联网（Internet）环境下，经过处理后，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、远程控制、远程单灯调光节能、故障定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面远程调度、监视等管理和服务功能，实现对管辖区域内的照明系统实现“单灯”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
三、基于灯联网的路灯监控系统的结构
灯联网路灯监控系统由三部分组成：监控中心、配电柜集中控制终端、单灯控制器和无线传输网络。系统先由单灯控制器组成子网，将每一盏灯杆组成灯联网，再由现场基站通过无线的方式将子网数据远传至控制中心，最后由监控中心监控软件进行数据处理及控制（如图1所示）。
图1：灯联网路灯监控系统网络拓扑
计算机路灯控制和管理中心（路灯管理处）通过GSM/GPRS/CDMA方式与分布在各地的路灯监控终端通信，實现区域或城市的路灯控制；路灯监控终端作为一个路段路灯控制和管理单元，并通过WSN无线通信方式与每一个路灯节能控制器通信，实现路段的路灯控制（如图2所示）。
图2：系统结构—公网应用
单灯控制模块控制和监视每一盏路灯的亮、灭，并与集中控制终端和路灯监控管理系统构成路灯监控和节能监控系统，主要用于监测每盏路灯的运行状态和开关控制。（如图3所示）配电柜集中监控设备可实现对下涉所有路灯单灯控制器的管理和数据采集，并且可以对路灯配电柜的运行状态进行监控，集中监控设备通过GPRS无线公网进行传输实现与监控中心的实时互动，实质上讲灯联网是在GPRS无线远程路灯监控系统的深入和拓展。
图3：系统结构—配电箱集中控制
四、灯联网路灯监控系统的优势
1、精细化管理：对整个照明设施的监测和控制从回路精确到单一灯杆，实现了管理上的精准和具体。
2、智能化管理：通过监控中心监控管理软件编程，就可以根据需要实现千变万化的路灯开关组合方案（比如偶数亮灯、奇数亮灯、隔盏亮灯、S型亮灯等）。
3、节能最大化：当夜深人静的时候，我们完全可以根据照明实际需要，灵活地选择关掉其中的部分路灯，实现节能的最大化。系统的调光功能，还可以在后半夜照度要求不高的情况下调低光源的功率，同样达到大幅节能的目的。
4、进一步降低工作强度：灯联网系统利用计算机及时、全面地发现每一盏路灯运行中出现的故障，实现真正意义上的“值班等待报警”，不仅大大减少了巡视人员和车辆损耗，降低了维修成本，而且在检修车出发之前就已经知道了故障的准确地点和基本状态，无需靠人工查找档案图纸、单纯的文字性数据信息及巡线查找，因而大幅缩短了维修响应时间、提高了检修效率，为快速、及时修复提供了强有力的保障，由此将产生极大的经济效益。。
5、延长照明设施使用寿命， 电网冲击：系统可以通过计算机编程，逐次点亮每个路灯，避免了集中亮灯关灯时电流、电压的瞬间剧烈变化对专用变压器和灯具造成的巨大冲击。
6、极大限度方便路灯维修：以往路灯维修大都安排在晚上进行，白天维修路灯，需要从集中配电柜对某一支路送电进行检修，白天送电维修会引起市民的误会（白天亮灯浪费电）。灯联网系统可以通过系统告警某一单灯故障，白天维修时可以只给故障的那盏灯送电进行维修，不会造成整条支路灯都亮，既减少了电能的浪费，又能减少市民对照明管理部门的投诉，产生极大的社会效益。
7、电缆防盗更可靠：灯联网单灯电缆防盗设备采用全天供电方式，完全可以解决传统电缆防盗白天无法防盗弊端；采用ZigBee网络，通过主动上报方式，实现电缆被盗信息及时上报，提高电缆被盗信息上报实时性；从检测原理、上报方式等多个环节进行优化处理，极大提高电缆被盗告警可靠性和准确度。
五、灯联网路灯监控系统的发展趋势
灯联网是通过物联网实现远程监控、节能管理每一盏灯，实现单灯“四遥”监控功能，将单灯节能与单灯智能化管理融入一个统一的平台，成为智慧照明系统不可或缺的子系统，轻松实现单灯节能与单灯管理的有机整合、统一，达到单灯“管控营”一体化，从管理和节能两个角度对用户照明系统进行全方位、精细化管理。灯联网是物联网在市政路灯、景观（光彩）照明、楼宇以及工厂照明行业的具体应用，是物联网与节能行业的有机结合！是下一代数字照明发展的必然趋势！也是发展我国第四产业—智慧照明最基本的行业性核心技术平台--物联网数字化照明节能管控一体化平台！