智能节能路灯设计

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1、智能节能路灯设计路灯是城市照明工程的主要组成部分，在夜晚，路灯的照明起到非常重要的作用。但是路灯在起着重要作用的同时，也在消耗着大量的能源。目前一般的传统路灯，主要是高压钠灯，一盏路灯的功率约为100W－400W，一些大型路灯功率可以达到1000W以上。我们以一盏路灯200W来计算，一个晚上照明12个小时(从晚上7点到第二天早上7点），那么一盏路灯就要消耗200×12/1000＝2.4度电能。假设路灯之间的间距是20米，一条长2公里的街道就有2×2000/20＝200盏路灯（道路两边各有一盏路灯，所以要乘2），那么这条街道一晚上消耗的电能就有200×2.4＝480度，1

2、年消耗的电能是480×365＝17.52万度。在一个城市中，除了主干道外，还有很多次干道和小的路段，这些街道在夜晚的人流量和车流量都比较小。特别是一些郊区和比较偏僻的路段，在半夜1点钟以后，人流量和车流量一般非常少。但是即使没有人或车经过，这些路灯也是长期点亮的，这时电能就被白白浪费掉了。很多路段真正有效的照明时间只占到整个照明时间的20%－30%，也就是说大部分电能被浪费掉了。如果有效照明时间是30%，那么一条街道浪费的电能就有17.52×0.7＝12万度。一个中等规模的城市这样的街道可能就有100个以上，一个大城市往往有数百个这样的街道，那么就是说一个城市每年在路灯

3、上浪费的电能就有数百到数千万度以上。考虑到全国有数百个大型城市，中小规模的城市更多，总的浪费电能是非常巨大的。据统计，杭州市一年用于城市照明的费用就高达3亿元以上。如果我们采取一定的节能措施，比如说在没有人和车经过时自动关闭路灯，就可以收到明显的节能效果。在能源日益紧张的今天，特别是很多城市存在电力不足的矛盾，这无疑是非常有意义的。目前常见的节能方式目前路灯的主要节能技术有LED路灯、太阳能LED路灯等。LED照明是一种较新的技术，它具有效率高、使用寿命长等优点。一个LED路灯，如果要达到和普通的高压钠灯和高压水银灯那样的亮度，大约需要消耗的40W以上功耗，只有传统路灯

4、的25%－40%。随着技术的发展，LED已经开始逐渐取代白炽灯，广泛用于各种照明中，目前LED路灯已经在一些大城市开始试用了。但是这种LED路灯只是提高了电能到光能的转换效率，和传统路灯一样，仍然存在整体照明效率不高的问题。目前还有一种太阳能方式的LED路灯，它在白天利用太阳能给蓄电池进行充电，晚上利用电池驱动LED照明。这种方式虽然不需要交流供电，但是它的缺点很多，存在着成本高、功率小（亮度低）、维护量大、电池寿命短、可靠性差等缺点。完全使用太阳能，会造成一些情况下路灯无法使用的问题。所以太阳能路灯目前并没有得到广泛应用。还有一些城市在夜间为了节约路灯照明使用的电能，

5、采样了间隔照明的方式，即每隔一盏路灯就关闭一盏，也就是关闭一半的路灯。虽然这样可以节约一半的电力消耗，但是也带来不少隐患，如照明亮度降低，存在照明死角，容易造成交通事故。同时，另外一半的路灯仍然存在能源浪费的问题，并没有真正解决节能的问题。智能节能路灯的原理出于以上原因，我们设计了这样一种高效率的智能节能路灯。它由两个部分组成：节能控制和Zigbee控制。节能控制节能控制包含有下面两个部分：使用LED照明使用LED作为路灯照明，比传统的高压钠灯或高压水银灯有更高的效率，可以显著节约能源。因为LED是使用AD/DC稳压后供电的，允许较宽的电源输入范围，照明效率不受电网电压

6、波动的影响，这也可以提高照明的效率。而且传统的高压水银灯和高压钠灯，因为需要预热，启动时间长，不适合频繁的开关控制，所以不在考虑的范围之内。智能感应控制当有人或车辆经过时，控制路灯自动控制打开路灯或者增强路灯的亮度；而在一段时间内没有人或车辆经过，自动延时后关闭路灯或者减弱路灯亮度，这样就可以最大限度的提高路灯的照明效率，达到节约能源的目的。ZigBee无线控制Zigbee是一种新兴的无线控制技术，它具有可靠性高、抗干扰性能好、功耗低、自动路由等特点。在一般情况下，使用芯片自身的信号发射强度，信号可靠的传递距离为40-100米。路灯的间距一般都在20-30米，而且路灯之

7、间没有障碍物，不会对无线信号造成阻挡。这使得在路灯管理中非常适合使用Zigbee技术。使用Zigbee无线通信，我们可以实现以下一些功能：无线控制。通过Zigbee可以快速将路灯开关的控制信号从控制中心发送到整个路灯照明系统的每个节点，可以实现每个路灯的精确控制。信号传递。将本路段人和车辆的情况传递到下一个路段，可以通知下一个路段提前点亮路灯。快速巡检。检修人员可以不用对每个路灯逐一检查维修，通过Zigbee在监控中心就可以迅速查看每个路灯的工作状况以及历史工作情况。并且利用路灯中带有的传感器实时检测，可以进行故障预警，及时通知进行维护。