由 dawei 智能路灯控制解决方案
一、前言
城市路灯照明是现代化城市的重要公共设施，路灯照明也因此成为一个城市电能支出的重要部分——高达40%的电力消耗以及大量的维护和运营成本。虽然已经有一些解决方案，比如按时隔一盏路灯关闭一盏路灯，或者在一个路灯区域的变压器端加装控制等等，这些方案实现了一定程度的节能效果，但是却存在一些不足的地方，比如路面照度不均匀，不能实现单个路灯的状态监测等。如今的城市需要更智能的路灯系统，在节省电力消耗、降低运营成本和减少碳排放的同时改善城市的环境。
二、智能路灯单灯控制系统
该系统具有性能可靠，易于升级的特点。该系统由三级部分构成：最低层每一路灯均包含一个基于电力线载波通信技术的智能单灯控制器；中间层的SmartServer智能路段服务器通过电力线载波和每一个路灯通信，同时可以通过TCP/IP、GPRS或3G等与城市路灯管理中心通信；作为上层的系统管理层，在路灯管理中心运行有路灯控制系统管理平台。
1、智能路灯单灯控制器
在每一个路灯中都嵌入一个基于电力载波芯片的智能控制器，这些路灯控制器和SmartServer智能路段服务器之间使用电力线载波进行通信，这样做不需要额外的通信线路，数据通信信道和路灯供电共用供电信道。每一个路灯单灯控制器均包含物理地址和逻辑地址，这便于和GIS地理信息系统匹配。
电力载波通信技术，现在已经被采纳为多个国家和国际组织的标准，该技术已有超过八千万的基于该技术的电力载波设备应用在世界各地的智能电网、工业控制、智能家庭、交通控制等领域，性能稳定可靠。
电力载波智能路灯控制器其主要的构成部分有：PL3120/PL3150智能电力线收发器，耦合电路，电源，整流器电路和灯具等组成。
路灯单灯控制器使用基于ISO/IEC14908标准的电力载波通信技术与路灯区域控制器SmartServer智能路段服务器通信，可以接受来自智能路段服务器的命令，包括灯的开/关，以及亮度调节命令，并对灯具实施相应的控制。同时，单灯控制器还能够测量供电电压、电流、功率、功率因数、整流器温度、整流器运行时间以及消耗的电能等数据，并提供报警信息。这些数据可以由路灯管理中心的软件通过SmartServer智能路段服务器进行读取。
目前市场上有多家公司提供该类的智能路灯控制器可供用户选择，包括国内和国外的厂商。这样，在客户选择产品构建系统的时候，有较大的选择余地，用户从而可以得到最佳性价比的产品。
对于一个路灯系统来说，使用寿命可能长达30年，多种产品可以提供用户在以后系统的维护和升级中，可以使用不同公司的产品，而这些产品使用同样的通信技术和数据结构，不会产生兼容性的问题。这给最终用户带来的好处是，在整个系统的生命周期中系统的运营成本可以达到最低。每一个单灯路灯控制器中的应用程序，可以实现在线升级，这样同样的硬件可以通过软件升级来提供更加先进的功能。
2、路灯区域控制设备——SmartServer智能路段服务器
SmartServer智能路段服务器是实现路灯单灯控制系统的重要的硬件设备，它安装在路灯区域控制箱中，使用ISO/IEC14908的电力载波通信技术和路灯单灯控制器通信，与控制中心的通信可以使用GPRS/3G、以太网、Wi-Fi或者ADSL等。
SmartServer智能路段服务器中内置多种功能，包括：
◆数据采集功能
◆时序调度功能
◆报警功能
◆类型转换功能
◆内部实时时钟
◆根据经纬度、日历时钟计算日出、日落时间的天文位置功能
◆使用电力线载波中继技术管理与各个单灯控制器的通信
◆通过SOAP接口实现与控制中心的通信等
一般情况下，一个SmartServer智能路段服务器最多可以管理300个路灯单灯控制器。之所以能够构建基于电力载波的路灯单灯控制系统，智能路段服务器的自动中继管理功能在其中起到了不可或缺的作用。
简单来说，在电力线传输线上，假设SmartServer智能路段服务器连接有十二个单灯控制器，通信情况如下，SmartServer智能路段服务器不能和最远的12号控制器进行通信，但是SmartServer智能路段服务器可以和1-4号单灯控制器通信，而4号单灯控制器可以和5-8单灯控制器通信，8号单灯控制器可以和9-12单灯号控制器通信，这样SmartServer智能路段服务器，可以使用4号单灯控制器作为一级中继代理，和8单灯号控制器通信，8号单灯控制器作为二级代理与12号单灯控制器通信，也就是说SmartServer智能路段服务器分别使用两级代理就实现和最远的12号单灯控制器的通信。
SmartServer智能路段服务器最多支持8级中继代理。通过我们在国内的几个实际路灯路段的测量，最差的情况是SmartServer智能路段服务器使用了两级中继代理就实现与最远的测试节点的通信。
SmartServer智能路段服务器内置的时序调度功能模块可以根据时间来实现对每一个单灯控制器开、关和亮度控制。该时序调度功能模块可以由中心监控软件进行配置。
SmartServer智能路段服务器中嵌入实时操作系统，中央处理器为MIPS32，时钟频率为264MHz。内部的实时时钟可以自动与设定的时间服务器进行时间同步。内置的Flash存储器可以存储数月的历史数据。可以连接Modbus的设备、具有脉冲输出的计量表设备等，另外还有两路数字输入和两路数字输出。