智慧路燈遠程管控系統(tǒng)關鍵技術的研究及實現(xiàn)

智慧城市路燈遠程管控系統(tǒng)既是智慧城市建設的重要內容,又是國家智慧城市建設考核的重要指標。常規(guī)城市路燈遠程管控系統(tǒng)存在控制不合理導致電能浪費、運維困難、觸電事故頻發(fā)的問題。因此,結合城市路燈數(shù)量巨大、地理分布散、位置固定、人員易接近的特點,研究了智慧城市路燈遠程管控系統(tǒng)的三個關鍵技術,即路燈智能遠程管理技術、路燈節(jié)能控制技術和防觸電保護技術,以實現(xiàn)城市路燈高效、節(jié)能、安全、穩(wěn)定運營之目的。主要研究內容和工作如下所述。研究了智慧城市路燈遠程管控系統(tǒng)的總體方案。分析了智慧城市路燈遠程管控的需求,研究、設計了智慧城市路燈遠程管控系統(tǒng),包括物聯(lián)網(wǎng)化遠程管控平臺層、路燈柔性管控智能終端層、通訊網(wǎng)絡層等。研究了路燈智能遠程管理技術的相關理論。根據(jù)4G移動通信技術和LoRa無線近距離通信技術的特點,分析了適用于單燈遠程管控的“4G+LoRa”通信方案的可行性。對路燈用電量灰色預測方法GM(1,1)和路燈歷史用電量數(shù)據(jù)異常處理方法進行了分析、推導,并應用實際采集的歷史用電量驗證了預測的準確性。根據(jù)智慧城市信息化管控平臺的框架,分析了智慧城市路燈遠程管控平臺建設的可行性。研究了路燈節(jié)能控制技術的相關理論。在分析現(xiàn)有路燈控制策略的基礎上,研究了以時控和光控為基礎的路燈綜合控制方法,以時間為基礎的分時段調光控制方法,以時間為基礎的智能調光算法,并驗證了節(jié)能控制方法的節(jié)能效果。研究了路燈防觸電保護技術的相關理論。分析了現(xiàn)有的防觸電保護方法產(chǎn)生誤報、漏報問題的原因,研究了剩余電流變化量的提取方法和自適應保護閾值浮動的方法,并通過實驗驗證了防觸電保護方法的有效性。研究了智慧城市路燈遠程管控系統(tǒng)關鍵技術的技術實現(xiàn)。采用組態(tài)軟件進行二次開發(fā),設計完成了物聯(lián)網(wǎng)化遠程管控云平臺的軟件功能和管控界面,完成地理信息(GIS)管理、路燈配電臺區(qū)的電力潮流信息全景感知與在線分析、單個路燈的運行狀態(tài)和電參數(shù)的全景感知與遠程管控。使用模塊化設計的思想完成了路燈管理智能終端、路燈控制智能終端的硬件和軟件設計,實現(xiàn)了路燈的智慧綜合管控、電能的安全高效配送與供應。設計完成了全隔離串口-無線轉換器的硬件與軟件設計,融合4G移動通信、LoRa無線通信、RS485和以太網(wǎng)等通信方式,實現(xiàn)整個系統(tǒng)信息的雙向傳送。經(jīng)實驗室實驗和河南第十五加油站照明智能化改造工程現(xiàn)場運行結果表明:本文所設計的智慧城市路燈遠程管控系統(tǒng)功能完善,滿足智慧城市建設的要求;物聯(lián)網(wǎng)化路燈遠程管控云平臺實現(xiàn)了路燈遠程管控系統(tǒng)的綜合管控,提高了管理部門的管理水平;基于“4G+LoRa”的通訊網(wǎng)絡可行性高;路燈的控制策略合理、節(jié)能效果明顯;系統(tǒng)安全穩(wěn)定,具有實際的工程應用價值。