與使用傳統(tǒng)光源( 如高壓鈉燈,、金鹵燈) 的路燈相比,LED 路燈具有無需預(yù)熱,、耐頻繁開關(guān),、壽命長、抗震性好、光色好,、無污染、適應(yīng)的環(huán)境范圍廣及節(jié)能的優(yōu)勢,,因此,,國內(nèi)已有多個(gè)城市建成了LED 路燈示范道路。但是,,我國大多數(shù)城市特別是中小城市的路燈管理系統(tǒng)均采用鐘控,、光控或較簡單的自動控制系統(tǒng),在這種粗放的管理方式中,,存在路面長時(shí)間無車而路燈仍處于開啟狀態(tài)的問題,,不僅給道路照明造成很大能耗負(fù)擔(dān),也與當(dāng)前倡導(dǎo)的節(jié)能環(huán)保理念相違背,。
本文應(yīng)用射頻識別( Radio FrequencyIdentification ,,RFID) 技術(shù),結(jié)合設(shè)置在路面的讀寫裝置,、安裝在車輛上的射頻標(biāo)簽,,設(shè)計(jì)了一種LED 路燈自動控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對LED 路燈的智能開關(guān),,既能夠節(jié)約能源又可以有效減輕工作人員管理路燈系統(tǒng)的工作負(fù)擔(dān),。
1 基于RFID 的LED 路燈智能控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)
路燈控制系統(tǒng)由監(jiān)控中心服務(wù)器和RFID 智能終端兩部分組成,二者之間采用無線網(wǎng)絡(luò)傳送加密后的數(shù)據(jù)和指令,,系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖1 所示,。監(jiān)控中心服務(wù)器由配置管理服務(wù)器、監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫和無線通信子系統(tǒng)三個(gè)部分組成,。RFID 智能終端由RFID 讀寫器,、智能控制、無線通信三個(gè)模塊組成,,各個(gè)RFID智能終端的間隔距離根據(jù)道路限速確定( 如限速60km 的道路,,通常為3km 左右安裝1 套,參見本文3. 2 節(jié)),。
2 基于RFID 的LED 路燈智能控制系統(tǒng)主要功能
圖2 為基于RFID 的LED 路燈智能控制系統(tǒng)安裝示意圖,。其中在汽車上安裝車載RFID 標(biāo)簽,道路邊安裝RFID 智能終端,,交通管理部門中心機(jī)房安裝監(jiān)控中心服務(wù)器,。除特殊情況下監(jiān)控中心服務(wù)器可以強(qiáng)制亮燈外,其他時(shí)段均可利用RFID 智能終端來控制路燈的開啟和關(guān)閉,,可以達(dá)到節(jié)約能耗和人力的目的,。除此之外,本系統(tǒng)還具有集中控制與自動控制相結(jié)合、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集,、關(guān)鍵數(shù)據(jù)保護(hù),、終端與監(jiān)控中心服務(wù)器互相認(rèn)證、車輛跟蹤的功能,。
(1) 集中控制與自動控制相結(jié)合
通過中央控制和RFID 控制相結(jié)合,,系統(tǒng)提供靈活、方便,、可靠的開關(guān)燈控制功能,,監(jiān)控中心服務(wù)器自動執(zhí)行群控開關(guān)燈,也可全天候控制任一智能終端執(zhí)行開關(guān)燈,,可隨意設(shè)置路燈的省電模式,,也可對一年中的各類節(jié)假日進(jìn)行開關(guān)燈設(shè)置。
(2) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集
智能終端將通過其作用范圍內(nèi)帶有RFID 電子車牌的車輛數(shù)目,、類型等參數(shù)通過無線信道發(fā)送回監(jiān)控中心,,監(jiān)控中心配置管理服務(wù)器對這些數(shù)據(jù)加以分析、處理后,,以直觀的圖形或表格形式提供給管理人員,,為相關(guān)決策提供準(zhǔn)確的依據(jù)。
(3) 關(guān)鍵數(shù)據(jù)保護(hù)
智能終端有備用電池,,以確保交流供電中斷后系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行,。RFID 智能終端的數(shù)據(jù)保存在FLASH 中,保證數(shù)據(jù)不丟失以及保障系統(tǒng)同監(jiān)控中心全天候通訊,。監(jiān)控中心配備UPS 不間斷電源,,保證主機(jī)正常運(yùn)行和與智能終端之間的通訊。
(4) 終端與監(jiān)控中心互相認(rèn)證
監(jiān)控中心可以設(shè)定自己的系統(tǒng)命令密碼,,智能終端只對符合密碼的命令接收和執(zhí)行,,不符合密碼的命令被忽略,這樣可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,,防止他人干擾,。
(5) 車輛跟蹤
當(dāng)安裝了RFID 標(biāo)簽的被盜搶車輛經(jīng)過RFID 智能終端時(shí),RFID 智能終端根據(jù)監(jiān)控中心更新的被盜搶車輛名單,,及時(shí)反饋被查車輛經(jīng)過的路段,、時(shí)間及其附近車輛信息等,監(jiān)控中心將上述信息及時(shí)傳送給警方,,以便迅速中止犯罪行為,。
3 基于RFID 的LED 路燈智能控制系統(tǒng)工作流程
3. 1 核心處理流程
RFID 智能終端向監(jiān)控中心服務(wù)器定時(shí)發(fā)送本機(jī)狀態(tài);RFID 智能終端不間斷掃描路面的RFID 標(biāo)簽信息,,并記錄,,然后根據(jù)得到的標(biāo)簽信息進(jìn)行處理;RFID 智能終端將處理結(jié)果和標(biāo)簽信息上報(bào)到監(jiān)控中心服務(wù)器;監(jiān)控中心服務(wù)器根據(jù)具體業(yè)務(wù)類型來決定是否干預(yù)智能終端的動作或者向RFID 智能終端發(fā)出指令,。系統(tǒng)運(yùn)行后,,不間斷重復(fù)以上步驟,根據(jù)具體情況,,隨時(shí)可以人工介入處理過程,。
3. 2 車輛通過時(shí)路燈控制處理流程
RFID 智能終端的讀寫器模塊不間斷掃描經(jīng)過車輛的RFID 標(biāo)簽信息,并記錄到本地?cái)?shù)據(jù)庫,;RFID 智能終端的智能控制模塊根據(jù)得到的標(biāo)簽信息進(jìn)行處理,并根據(jù)車輛當(dāng)前情況判斷是否開啟路燈,,如果車輛靜止,,則不開啟路燈;如果車輛正常行駛,,則將車輛行駛方向前方的一定范圍內(nèi)的路燈全部開啟,,并設(shè)定持續(xù)點(diǎn)亮?xí)r間,每次開啟的路燈范圍和持續(xù)點(diǎn)亮?xí)r間根據(jù)道路情況設(shè)定,,一般開啟范圍設(shè)定為限速行駛3min 車程內(nèi)的路燈,,路燈的持續(xù)點(diǎn)亮?xí)r間為2 倍的行駛時(shí)間,以便能夠?qū)β傩旭偟能囕v提供照明,,例如限速為60km,,則智能終端開啟前方3km 內(nèi)的路燈,持續(xù)點(diǎn)亮6min;對于滯留在禁停路段的車輛則定時(shí)上報(bào)其標(biāo)簽和本機(jī)ID,。
3. 3 車輛通過時(shí)追蹤處理流程
RFID 智能終端實(shí)時(shí)更新盜搶車輛追蹤名單,,并記錄到本地?cái)?shù)據(jù)庫,并對被盜搶車輛的標(biāo)簽自動啟動追蹤處理,,實(shí)時(shí)向監(jiān)控中心服務(wù)器發(fā)送該車輛的行使信息和本機(jī)ID; 監(jiān)控中心服務(wù)器將被追蹤車輛的信息發(fā)送給該RFID 智能終端相鄰的智能終端,,以便及時(shí)調(diào)整讀寫器天線參數(shù),更好地追蹤該車輛,;當(dāng)被追蹤車輛靜止時(shí),,智能終端定時(shí)向監(jiān)控中心服務(wù)器上報(bào)該車輛信息和本機(jī)ID, 以便監(jiān)控中心即時(shí)確定車輛具體地理位置,。
3. 4 監(jiān)控中心服務(wù)器與智能終端信息交互流程
RFID 智能終端與監(jiān)控中心服務(wù)器持續(xù)交換信息,,包括更新追蹤名單、上報(bào)標(biāo)簽信息,、執(zhí)行監(jiān)控中心服務(wù)器的指令并返回執(zhí)行結(jié)果,,二者之間所有交互信息都有應(yīng)答,消息全部采用加密方式,,每次會話都經(jīng)過雙方相互認(rèn)證的過程,;RFID 智能終端在口令修改和程序遠(yuǎn)程升級時(shí)會中斷其他業(yè)務(wù)處理,但不停止本機(jī)狀態(tài)信息向監(jiān)控中心服務(wù)器的傳送。
4 結(jié)論
基于LED 光源的光效優(yōu)勢和RFID 技術(shù)的先進(jìn)性,,本文設(shè)計(jì)了一種LED 路燈管理控制系統(tǒng),。它與傳統(tǒng)路燈控制系統(tǒng)相比具有功能強(qiáng)大、節(jié)約能源,、便于安裝,、維護(hù)方便以及節(jié)省人力等優(yōu)點(diǎn),對路燈照明可以實(shí)現(xiàn)智能化管理控制,。在已經(jīng)實(shí)施RFID 技術(shù)進(jìn)行路橋收費(fèi)的城市采用本文路燈管理控制系統(tǒng),,可以在原有車輛標(biāo)簽基礎(chǔ)上擴(kuò)展應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)一種標(biāo)簽多種用途,。應(yīng)用RFID 技術(shù)的路燈控制系統(tǒng)不僅在道路照明方面可以節(jié)約能耗,,更在年費(fèi)管理、套牌車稽查,、盜搶車輛定位等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景,。