智能LED照明技术在智慧城市建设中的应用

 摘要：随着我国城市建设规模的扩大，人口压力越来越大，交通拥堵、用电紧张、环境恶化等“城市病”逐渐凸显，严重制约着城市发展，需要寻求新的发展理念作为城市建设的突破口，构建智慧城市、数字城市。本文以城市照明系统为例，在分析智能LED照明技术的基础上，探究了智能型照明技术在智慧城市建设中的应用。

关键词：LED；照明技术；智慧城市；应用探究

智慧城市是信息技术发展和知识经济体制改革后的重要产物，是城市化、信息化和工业化的高度融合，逐渐向更深层次发展，智慧城市依托信息化技术的发展和信息系统建设，充分借助信息的采集技术、传输技术、处理技术和应用技术，成为现阶段城市信息化的高级阶段。智慧城市建设中应用的信息技术，包含物联网、云计算和移动互联网等，将信息技术作为发展主线，将基础服务的应用层、数据处理的平台层、通信和网络设备的传输层、终端设备的感知层结合起来，实现多种资源的优化配置，资源之间相互作用，促进了城市建设，信息化和城市话融合的过程中，为人类提供良好的生存环境。

1智能LED照明技术

智能LED照明技术是信息技术发展过程中的重要产物，也是智慧城市建设中的关键技术，LED照明技术与物联网技术相结合，形成新一代智能产品，成为智慧城市中一道亮丽的风景线。LED照明灯具借助智能调控技术具有良好的可控性，将智能控制方法和LED照明设备相结合，开发出智能LED照明技术。在智能LED照明系统中应用传感器技术实现监控和跟踪，明确外界环境参数。在用户需求的指导下，将环境参数反馈到控制电路中实现对LED的驱动，智能调节LED光的色彩和明暗程度，实现人性化照明。智能LED照明技术中应用完善的软件和硬件，在软件控制方面，有完善的控制协议和控制手段，借助良好的人机交互系统，可以方便地实现故障的自我诊断和提示。在硬件系统中，应用高效和节能的通信能力，例如电力、红外线通信等。智能LED照明技术借助智能化控制技术，实现绿化节能，美化环境，还可以延长LED灯具的使用寿命，实现系统联动。智能LED照明技术借助照明控制的智能化，有助于提高管理水平，降低维护费用，应用科学的管理方式实现绿色节能，可以在不同的时间段内应用不同的照度，结合不同功能区域内的运行状况预先设置照度，不需要照明的情况下，自动灭灯。另外，良好的灯光设计为用户提供温馨舒适的环境，提高生活质量。为了延长灯具的使用寿命，智能LED照明灯具控制无效照明时间，降低灯具的平均能耗。可以应用光敏传感器控制照度，保证室内光线恒定。在系统联动方面，智能照明与其它多种系统可靠联系，例如BA系统、监控报警系统、区域性控制系统等，实现物物连接，这也是当今物联网技术应用的重要方向。在网络化方面，智能LED照明系统应用节点对灯具的开关和亮度进行控制，同时采集灯具的工作信息。系统中的集中控制器将监控命令传输到节点控制器中，同时将节点控制器中的信息和线路中的信息及时反馈到监控中心。监控中心借助监控软件对众多远程数据进行访问和控制。传统灯具中应用较多的气体，难以控制，而智能LED照明灯具易于控制，可以方便地与不同类型的传感器相联系，实现智能化控制，智能LED控制技术将照明效果提升到人性化的高度，有利于改善人们的生活品质，可以有效降低能源消耗。

2智能LED照明技术在智慧城市建设中的应用

智能LED照明技术为指挥城市建设贡献出较大的力量，主要将这一技术应用于楼宇照明控制、室内房间照明、户外道路及景观照明中。

2.1楼宇照明控制

某LED厂商开发出全新的HUE智能照明系统，将LED照明技术和无线互联网技术相结合，在提供LED赵敏的基础上，保证灯光为人们创造更多的便利。例如，可以借助手机定位功能提示用户出入的信息，HUE及时收集信息后，实现自动开关，可以根据用户的生活习惯和室外环境变化自动调节灯光明暗。可以设置定时提醒功能，保证每天的生活更有规律，例如早晨室内的灯光逐渐变量，完善会提升用户入睡。将照明灯具与互联网相连接，可以实现更多的智能应用，例如为用户提供天气信息、各项比赛新闻、电子邮件和股票信息等，可以按照用户的需求进行个性化设置[1]。

2.2室内照明系统

室内LED照明控制应用中央控制方法，实现光度的调整，实现LED照明灯具的定时开关，同时可以充分应用自然光，降低室内LED照明亮度，缩短照明时间。室内智能LED照明灯具可以充分应用人体红外线，实现人走灯灭。另外，也可以应用特殊事件的编程，实现照明系统的精确管理。在控制系统的帮助下，将不同标准LED照明单元模块连接起来，实现动态控制，可以将这一技术应用于城市夜景装饰中。借助智慧城市网络，实现不同建筑群体照明系统的统一控制，保证照明系统之间的紧密性，避免城市夜景出现小、乱、散的问题。

2.3道路和景观照明

在户外道路照明系统在红，LED可以应用智能照明控制方法，应用城市的感知网络获取车道上车辆的信息，由于对灯光进行控制，避免无效照明，实现节能目的。另外，在景观照明中，应用LED照明及时保证景观与照明系统之间相互协调，为人们带来良好的视觉感受，同时将环境美化提升到新的高度。城市道路照明强调亮度调节，而景观照明强调环境的美化效果，充分应用城市LED智能照明的自我检测能力，及时检查系统内部的故障。智慧城市建设过程中应用的LED数字显示屏，借助智能驱动方案，可以根据周围环境光照情况对显示屏的亮度进行调节，同时将控制系统与城市监控系统和传感器系统相结合，应用图像识别技术，保证显示屏的服务范围内有一定的人流密度后才开机播放相应新闻内容，同时也可以实现自动检测。将LED反应速度快、易于调制的优势与通信技术相结合，实际应用中将不同的灯具设置成一个通信节点，将网络通信技术和照明通信结合起来，实现系统灵活控制，降低专网建设的成本，应用可见光空间传输方式，实现对通信区域和范围进行控制，避免无线通信拥堵和同频干扰。

3应用案例

2015年4月7日，在中国科技部的指导下，住建部发布了《智慧城市试点名单的通知》，将包括北京市门头沟区在内的84个城市（区、县、镇）作为智慧城市的试点名单，同事全国各地都在扩大智慧城市的建设范围。目前为止，我国的智慧城市试点约300个。路灯是智慧城市建设过程中的重要设施，在城市建设中发挥着重要的作用。2016年1月，湖北省某城区经市内道路中的2800盏高压钠灯换成了智能LED路灯，同时进行大规模的EMC节能改造，将智能控制技术应用到照明系统中，实现城市路灯的全自动控制。智能路灯系统主要实现对光亮度的调节，智能路灯控制系统应用现有的配电设备和控制设备实现智能监测，完善信息处理和通信能力，降低系统的建设成本。另外，对在路灯中加装单灯控制器，应用单灯控制的方法，保证深夜交通量减少的情况下，采用‘隔一亮一’的照明方式，改变传统城市路灯中‘节能拉闸，限电亮一侧’的节能方式，在保证夜间照明安全的同时，节省电费支出，实现路灯的智能化管理，提高资源的利用效率。该智能照明设备由上海顺舟科技有限公司提供，操作过程中十分方便，管理者只需要打开网页，登录控制系统，通过电脑屏幕，可以了解全部路灯的运行状况，可以直接对每一盏路灯进行控制，结合实际运行需求，在第一时间内发现损坏的路灯，准确定位后及时安排工作人员维修。在这套路灯系统中充分应用ZigBee、GPRS等先进的无线通信技术，将智能路灯控制器（单灯控制器）、集中控制器（又称智能网关）和城市照明智能管控系统（WEB、APP、PC端）三大部分结合起来[2]，借助SZ10-GW智能网关以及SZ10-R1A单灯控制器，保证不同的回路中有完善的计量功能，应用可靠的通信方式获取远传电表的数据，路灯控制系统及时将用电量传回到能源监控中心，自动生成电量日报表和月报表，同时可以与能源管理平台相联系。

4结束语

智能LED照明技术为城市建设提供了新的发展就与，在充分营业工智能控制器和通信技术的过程中，实现节能环保的目的，提高城市照明效果，为人们的生活带来便利，为用户做出更全面的服务，符合智慧城市的发展需求，也成为当今城市建设中重要的环节之一。智慧城市是一种感知型城市，需要应用分布在城市不同角落中的传感器和通信技术及时采集信息，及时处理信息并发出相应的指令。在物联网技术应用的基础上，智能LED照明技术获得快速发展，在数量和分布方面，都可以覆盖整个城市，城市智慧城市建设中重要的感知节点。

参考文献:

[1]曲腾.基于城市智能照明感知系统的数据融合研究[J].大连理工大学，2013，12（4）：124.

[2]刘淑平，颜继红.基于ZigBee的多功能LED路灯控制系统[J].中国照明电器，2015，18（9）：241.