室外智能照明控制標準淺析
摘要: 室外智能照明隨著LED路燈的普及和智慧城市建設的逐漸深入,需求日趨明確,成為眾多照明廠商關注的又一個熱點。國內相關行業組織,基于不同的應用背景,針對室外智能照明推出了不同的控制標準。本文中對這些標準進行介紹和分析。
1、 室外智能照明控制的技術需求
城市照明控制技術在我國經過三十年的發展,從過去簡單的無線電臺技術發展到今天的GPRS網絡通信技術,城市照明監控的理念正在發生變化,從早期的遙控、遙測、遙信等“三遙”系統逐步演變到包括遙視、遙調功能的“五遙”系統。
最初的智能照明控制系統,是出現在舞臺等娛樂行業的燈光控制。之后,面向工業和民用的建筑照明系統得到了快速的發展。隨著人們生活品質的提高,和環境保護、資源節省意識的增強,對照明的智能化控制要求也越來越高。智能照明系統要求控制有效、直觀,實現實時監控,能夠根據需求進行調光。智能照明控制系統隨著城市化建設的發展而不斷衍生出適合各類場合的應用協議,總得來說實現網絡化、精確化、實時化是經濟和技術發展的必然趨勢。
路燈控制系統是室外智能照明控制的重要組成部分。路燈控制從過去簡單的人工開關發展到今天的繼電器定時開關,但還需要大量的人工故障巡查。為了解決路燈的高能耗和高額的維護費問題,新路燈、新技術不斷涌現。路燈控制系統也有了長足的發展,向智能化、系統化和自動化方向邁進。
智能照明控制系統對控制網絡的要求有:
(1)控制網絡能夠實現點對點及多點到多點的通信。
(2)通過編程,能夠對網絡內的節點進行分組控制。
(3)能傳輸開關、亮度、故障分類等信號,利于節能和故障檢測。
(4)簡潔的組網方式,方便維護,擴展性好。
(5)盡可能選擇標準協議,在不同廠家的產品間實現互操作。
(6)強抗干擾能力和較遠的傳輸距離。
2、 LED智能照明控制標準
國內的相關部委和行業協會都根據各自的應用需求提出了智能照明控制的標準,下面介紹這些標準所采用的技術和特點。
2.1 住建部《城市照明自動控制系統技術規范》
住房和城鄉建設部組織了此規范的編寫。制定此規范的目的是保證城市照明自動控制系統的質量,確保城市照明設施對城市的服務能力,并體現節能目標,規范城市照明自動控制系統的設計、施工、驗收、運行維護及信息化管理。
此規范中的城市照明自動控制系統由中心級系統、中間級系統、終端級系統及通訊系統等構成。
城市照明自動控制系統的架構是按照城市照明的控制邏輯關系和照明線路拓撲而構成的,如圖1所示。城市照明自動控制系統的架構主要由中心級系統、中間級系統和終端級系統形成三級邏輯層,三級邏輯層之間通過兩級通信層進行聯絡。
系統的最小架構可由中心級系統和中間級系統組成,也可由中心級系統和終端級系統組成。中間級系統由所有中間控制器集合的系統,中間控制器安裝在城市照明配電柜內。中間級根據中心級系統下發的運行參數和命令,負責城市照明配電柜內的路燈線路的數據采集、控制和管理;并作為中心級與終端級之間的數據中繼轉發通訊信道。
終端級系統是指城市照明自動控制系統中的所有集中器及其所轄的終端模塊等設備集合的系統,集中器安裝在城市照明配電柜內,終端模塊安裝在燈桿位置處或燈具內。終端級根據中心級系統下發的或中間級系統轉發的運行參數和命令,負責對燈具運行的監測、控制、調光等管理。
通信層1是指中心級與中間級之間的遠程通訊信道,包括公用無線數據傳輸信道和無線專用數據傳輸信道。推薦的通信協議采用ModBus。
通信層2是指中間級與終端級之間的本地通訊信道,也指終端級直接和中心級通訊時的遠程通信信道。本地通訊信道可采用RS485接口的有線信道,遠程通訊信道宜采用公用無線數據傳輸信道或無線專用數據傳輸信道。中間級與終端級采用串口鏈路方式通信,電氣接口可采用RS485/RS422/RS232。
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