智能照明設(shè)計(jì)：利用RFID技術(shù)的LED路燈智能控制系統(tǒng)

　　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(wú)需預(yù)熱、耐頻繁開(kāi)關(guān)、壽命長(zhǎng)、抗震性好、光色好、無(wú)污染、適應(yīng)的環(huán)境范圍廣及節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，因此，國(guó)內(nèi)已有多個(gè)城市建成了LED路燈示范道路。但是，我國(guó)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(jiǎn)單的自動(dòng)控制系統(tǒng)，在這種粗放的管理方式中，存在路面長(zhǎng)時(shí)間無(wú)車(chē) 而路燈仍處于開(kāi)啟狀態(tài)的問(wèn)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。

　　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(wú)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(kù)和無(wú)線通信子系統(tǒng)三個(gè)部分組成。RFID 智能終端由RFID 讀寫(xiě)器、智能控制、無(wú)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(jiàn)本文3. 2 節(jié)）。

　　圖1 LED 路燈智能控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

　　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(chē)上安裝車(chē)載RFID 標(biāo)簽，道路邊安裝RFID 智能終端，交通管理部門(mén)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(lái)控制路燈的開(kāi)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(dòng)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(chē)輛跟蹤的功能。

　?。?） 集中控制與自動(dòng)控制相結(jié)合

　　通過(guò)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(kāi)關(guān)燈控制功能，監(jiān)控中心服務(wù)器自動(dòng)執(zhí)行群控開(kāi)關(guān)燈，也可全天候控制任一智能終端執(zhí)行開(kāi)關(guān)燈，可隨意設(shè)置路燈的省電模式，也可對(duì)一年中的各類(lèi)節(jié)假日進(jìn)行開(kāi)關(guān)燈設(shè)置。

　?。?） 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集

　　智能終端將通過(guò)其作用范圍內(nèi)帶有RFID 電子車(chē)牌的車(chē)輛數(shù)目、類(lèi)型等參數(shù)通過(guò)無(wú)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(duì)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)。 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。

　　圖2 基于RFID 技術(shù)的LED 路燈智能控制系統(tǒng)安裝示意

　　（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(duì)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。

　?。?） 車(chē)輛跟蹤

　　當(dāng)安裝了RFID 標(biāo)簽的被盜搶車(chē)輛經(jīng)過(guò)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(chē)輛名單，及時(shí)反饋被查車(chē)輛經(jīng)過(guò)的路段、時(shí)間及其附近車(chē)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(lèi)型來(lái)決定是否干預(yù)智能終端的動(dòng)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(guò)程。

　　3. 2 車(chē)輛通過(guò)時(shí)路燈控制處理流程

　　RFID 智能終端的讀寫(xiě)器模塊不間斷掃描經(jīng)過(guò)車(chē)輛的RFID 標(biāo)簽信息，并記錄到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)；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(chē)輛當(dāng)前情況判斷是否開(kāi)啟路燈，如果車(chē)輛靜止，則不開(kāi)啟路燈；如果車(chē)輛正常行駛，則將車(chē)輛行駛 方向前方的一定范圍內(nèi)的路燈全部開(kāi)啟，并設(shè)定持續(xù)點(diǎn)亮?xí)r間，每次開(kāi)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(kāi)啟范圍設(shè)定為限速行駛3min 車(chē)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?chē)輛提供照明，例如限速為60km，則智能終端開(kāi)啟前方3km 內(nèi)的路燈，持續(xù)點(diǎn)亮6min；對(duì)于滯留在禁停路段的車(chē)輛則定時(shí)上報(bào)其標(biāo)簽和本機(jī)ID。