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智慧城市路燈遠(yuǎn)程管控系統(tǒng)既是智慧城市建設(shè)的重要內(nèi)容,又是國(guó)家智慧城市建設(shè)考核的重要指標(biāo)。常規(guī)城市路燈遠(yuǎn)程管控系統(tǒng)存在控制不合理導(dǎo)致電能浪費(fèi)、運(yùn)維困難、觸電事故頻發(fā)的問(wèn)題。因此,結(jié)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(diǎn),研究了智慧城市路燈遠(yuǎn)程管控系統(tǒng)的三個(gè)關(guān)鍵技術(shù),即路燈智能遠(yuǎn)程管理技術(shù)、路燈節(jié)能控制技術(shù)和防觸電保護(hù)技術(shù),以實(shí)現(xiàn)城市路燈高效、節(jié)能、安全、穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)之目的。主要研究?jī)?nèi)容和工作如下所述。研究了智慧城市路燈遠(yuǎn)程管控系統(tǒng)的總體方案。分析了智慧城市路燈遠(yuǎn)程管控的需求,研究、設(shè)計(jì)了智慧城市路燈遠(yuǎn)程管控系統(tǒng),包括物聯(lián)網(wǎng)化遠(yuǎn)程管控平臺(tái)層、路燈柔性管控智能終端層、通訊網(wǎng)絡(luò)層等。研究了路燈智能遠(yuǎn)程管理技術(shù)的相關(guān)理論。根據(jù)4G移動(dòng)通信技術(shù)和LoRa無(wú)線近距離通信技術(shù)的特點(diǎn),分析了適用于單燈遠(yuǎn)程管控的“4G+LoRa”通信方案的可行性。對(duì)路燈用電量灰色預(yù)測(cè)方法GM(1,1)和路燈歷史用電量數(shù)據(jù)異常處理方法進(jìn)行了分析、推導(dǎo),并應(yīng)用實(shí)際采集的歷史用電量驗(yàn)證了預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。根據(jù)智慧城市信息化管控平臺(tái)的框架,分析了智慧城市路燈遠(yuǎn)程管控平臺(tái)建設(shè)的可行性。研究了路燈節(jié)能控制技術(shù)的相關(guān)理論。在分析現(xiàn)有路燈控制策略的基礎(chǔ)上,研究了以時(shí)控和光控為基礎(chǔ)的路燈綜合控制方法,以時(shí)間為基礎(chǔ)的分時(shí)段調(diào)光控制方法,以時(shí)間為基礎(chǔ)的智能調(diào)光算法,并驗(yàn)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(hù)技術(shù)的相關(guān)理論。分析了現(xiàn)有的防觸電保護(hù)方法產(chǎn)生誤報(bào)、漏報(bào)問(wèn)題的原因,研究了剩余電流變化量的提取方法和自適應(yīng)保護(hù)閾值浮動(dòng)的方法,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了防觸電保護(hù)方法的有效性。研究了智慧城市路燈遠(yuǎn)程管控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。采用組態(tài)軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),設(shè)計(jì)完成了物聯(lián)網(wǎng)化遠(yuǎn)程管控云平臺(tái)的軟件功能和管控界面,完成地理信息(GIS)管理、路燈配電臺(tái)區(qū)的電力潮流信息全景感知與在線分析、單個(gè)路燈的運(yùn)行狀態(tài)和電參數(shù)的全景感知與遠(yuǎn)程管控。使用模塊化設(shè)計(jì)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(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了路燈的智慧綜合管控、電能的安全高效配送與供應(yīng)。設(shè)計(jì)完成了全隔離串口-無(wú)線轉(zhuǎn)換器的硬件與軟件設(shè)計(jì),融合4G移動(dòng)通信、LoRa無(wú)線通信、RS485和以太網(wǎng)等通信方式,實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)信息的雙向傳送。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和河南第十五加油站照明智能化改造工程現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行結(jié)果表明:本文所設(shè)計(jì)的智慧城市路燈遠(yuǎn)程管控系統(tǒng)功能完善,滿足智慧城市建設(shè)的要求;物聯(lián)網(wǎng)化路燈遠(yuǎn)程管控云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了路燈遠(yuǎn)程管控系統(tǒng)的綜合管控,提高了管理部門(mén)的管理水平;基于“4G+LoRa”的通訊網(wǎng)絡(luò)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(shí)際的工程應(yīng)用價(jià)值。 |
