摘要：路灯、广场照明极大的提高了人民生活水平，是我国综合国力提高的表现之一，在带来极大便利性的同时，大量的能源消耗在以钠灯为主的照明上，室外照明节能潜力巨大。为实现“低碳、智慧、绿色的城市”，提出了以节能为目的的路灯改造。本文介绍了传统钠灯照明在简单控制线路下进行的多种改造形式和效果，以及利用物联网路灯管理系统加led灯组合改造带来节能效果，和该管理系统的各种便利性，提出了物联网技术应用于路灯管理系统的方便性和必要性。
关键词：节能 物联网 多功能
0 引言
随着国家工业建设的高速发展，人民生活水平的飞跃提高，我国的路网建设全面铺开，各种市民广场如雨后春笋般的出现在大小城市的各个角落，每到晚上，华灯初上的时候，国家繁荣富强的感觉在我们每一个国人心中油然而生。在路灯和广场照明灯为我们带来极大方便的同时，也在大量的消耗着我们宝贵的能源，由于照明工程普遍所采用灯具功率过大，灯具能源利用效率较低，能耗居高不下，按普通道路照明每35米一支灯杆，每灯杆上两盏250w钠灯，一个晚上8.5小时照明来计算，每一公里道路照明每月的电量消耗大约4371度，小数怕长计，电费的支出成了各管理单位头疼的事，围绕着路灯照明节能的方法层出不穷，但是综合效果不理想，因此路灯照明节能改造的市场潜力非常巨大。
1路灯节能技术的各种方式
高压钠灯具有发光效率高，寿命长，较省电等特点，高显色型高压钠灯的发光功率为45～601lm/w，显色指数ra=80～85，产生的是黄光，具有高光通，透雾性能好等优势，是道路、广场照明中的主流，led照明发展的初期，因为led灯在色温，穿透性不佳的影响下，不能有效的取代钠灯，在过去一段时间里，路灯节能，也就是围绕着钠灯来做，一般的路灯中，每杆有两套钠灯，每盏钠灯的功率选用250w，加上电感镇流器的损耗，我们实测每套灯具消耗的能量在300w左右，在为了节省照明费用的前提下，我们大约经历了几个阶段的尝试：
1、1早期的单杆加装定时器控制
在初期的实验阶段，为了在保证照明效果与节能方面取得平衡，我们在已建成路灯段的每一杆灯柱下加装一个计时器来实现半夜灯的控制，实现到晚上设定时间后每杆路灯交叉熄灭一盏路灯的形式，理论上计算能节约22%的电费支出，但在使用过程中，定时器在室外的工作性能极不稳定，亮灯率不理想，维修量大。
2、2 改造线路实现半夜灯效果
通过改造，在原来路灯管线中加装一条电力电缆，采取每杆左右灯交叉接线的方式，在路灯控制箱中加装一套时控设备，来控制全夜灯和半夜灯的工作时间，节约电费支出约为22%，效果较好，而且稳定，在一段时间的工程建设中，都采用了这种的方式来进行实施节能方式，使用范围广。
2、3利用单片机来控制路灯箱输出电力的方式
由于在交叉亮灯道路照明中，虽取得一定的节能效果，但是在下半夜中因为采用了隔杆交叉亮灯的方式，照明亮度平顺性不好，在全夜和半夜灯切换时让道路使用者视觉效果不舒服，在部分路段加装线路改造条件不成熟，催生了控制电力输出的路灯节能管理方式，在实验的路灯箱中，加装一个大功率电流电压控制单元，该单元采用单片机编程，利用外接键盘进行节能模式的设定，在一定的时间段里利用可控硅对输出电流进行慢速的降低，下半夜降到原来功率的65%左右，视觉效果理想，但可控硅在工作过程中会产生电源污染，降低功率因数等，综合效果有待进一步的测试。
2物联网控制技术在路灯管理中的应用
“物联网”诞生于1999年，在2005年开始普及，在05年国际电信联盟的报告中，物联网已经不再是基于rfid技术的单一模式，覆盖范围得到了很大的拓展，自2009年时任总理温家宝提出“感知中国”起，物联网成为了新兴战略产业的其中一项，受到了各个层面的重视，物联网方面的应用得到了飞速的发展，各类型的物联网终端产品价格合理的回归，大规模的实现每一盏路灯都可以得到控制成为了可能，在政府节能政策的推动下，我们开始了基于物联网的路灯管理技术改造探讨。
2、1对物联网路灯控制技术的要求
日常的路灯管理、维护，我们需要知道每盏灯具的是否工作，工作的情况如何，线路的供电质量，路灯电力变压器工作情况，设备所在地温度，湿度等等的信息，越多越好。一直以来，这些工作只能通过定期的巡查才能得到部分的数据，工作量非常大，且对有些隐性故障不能及时的发现，因此，我们要求的物联网路灯控制技术中，必须对上述的各项都进行采样、分析，出现严重警告信息时要及时的通知到管理人员进行处理，并可以远程做出应急处理。
2、2物联网路灯的结构和控制
在本例应用测试中，我们选用了某能源管理公司的物联网路灯管理系统模板，并就实际使用进行了适用性修改，实现节能，科学有效和可以利用ie浏览器远程实时管理，该系统采用2级管理的方式，以每一个路灯箱变安装一台服务器，通过电力线载波通讯来管理每一盏路灯，箱变服务器再通过gprs无线传输公网与监控系统进行通讯，实现各种功能。整套系统包含以下：
2、2、1路灯个体监控管理模块
在每一盏路灯的灯具中安装一个终端控制模块，该模块实现单灯控制，按需调光，工作状态监控等功能，通过电力载波形式实现与箱变服务器的通讯，为每盏灯进行命名识别，电压、电流、功率因数、温度等数据实时采集、控制。同期改造过程中，我们采用了120w双灯珠带透镜的led灯取代传统的250w钠灯，由于控制模块采用全电子设计，相对于传统电感式镇流器，控制模块可以节约电源约20%，连灯整体节能效果达60%以上。
2、2、2路灯箱式变压器服务器模块
在每一个箱式变压器控制箱中，安装一台箱变控制服务器，该服务器采用gprs技术，利用电信企业公网与管理中心通讯，采用电力线路载波形式与各灯管理监控模块通讯，是管理中心与路灯之间的通讯控制中枢，控制服务器采用电力滤波等技术来保证与终端通讯数据可靠有效。
2、3物联网路灯节能控制的实现方式
箱式服务器实时对箱式变压器的工作温度、箱内湿度，环境温度、电压异常等监控，发现故障情况主动上报管理中心，路灯开启可以采用自动、人工干预两种工作方式，管理中心将有关的运行数据通过网络下发到各箱变控制服务器中，箱变服务器在满足一定的预设数据的条件下，启动路灯供电线路，各灯开始工作，并与服务器之间建立载波数据通讯，箱变服务器实时的对路灯工作参数监控管理，在下半夜启动节能模式，控制各路灯终端控制模块缓慢减小工作电流到性价比最高点，照明效果和节能效果良好。
3 结论
物联网路灯控制模式相比普通形式led路灯、节电柜和太阳能改造方式，不但节能效率高，更加有管理方便，随时可以因应个别特殊需要的情况下打开相关路灯等功能，社会效益良好。通过物联网控制技术对所有路灯实现了远程化、智能化管理，可以通过互联网实时监控、管理每一盏路灯的开启、关闭及调节功率。与使用定期人工逐一调节箱变亮灯时间的做法对比，该远程智能化路灯管理系统能做到足不出户管理所有终端，在日常维护工作中节省大量的人力投入。在本改造中同时采用了120w双灯珠带透镜节能led路灯，照明效果得到大幅提升，尤其是下半夜全亮照明效果大大优于原有的隔盏亮模式，且在亮灯数量翻倍的情况下，节约能源约50%以上，节能效果显著。参考文献资料：
1、gb/t13259-2005高压钠灯国家标准
2、物联网技术（2010年刘化君编写图书）
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