吴宁 尚坡利 高迪

（1兰州工业学院电气工程学院，甘肃 兰州 730050；2兰州石化职业技术学院电子电气工程学院，甘肃 兰州 730060）

0 概述

随着计算机技术，控制技术及信息技术的发展，城市照明系统中的智能化程度越来越高。照明控制系统的质量不仅与人民的生活水平、交通秩序等方面息息相关，而且体现了城市能源综合利用水平，反映了城市建设的整体规划和现代化管理程度[1-2]。因此，设计一款符合现代城市要求的智能照明控制系统非常的必要。

1 设计方案

本设计以PLC作为控制单元，通过传感器对声音、光照、压力、振动和红外线等信息的采集，实现对外界环境变化的实时监测，并根据监测结果及时的对照明系统做出智能化管理及控制，同时通过网络系统将管理数据上传给中心控制台，实现对相关系统的实时监控，对可能存在的隐患及时发现并快速定位处理，避免故障范围的进一步扩大，最终有效实现对现代城市街道照明控制系统的智能化管理控制。

智能路灯控制系统首先通过光敏传感器感应光照强度，根据外界光线强弱来控制路灯亮灭，而其余情况的判别则根据红外传感器、压力传感器、声音传感器和振动传感器等传感器共同检测结果来对路灯进行控制，还补充设置了时间模式和季节模式，以期达到更好的控制效果。另外， 当某个装置发生故障，系统能及时进行反馈和定位，提示报警，直至解除故障。其系统总体框图如图1所示。

2 硬件设计

2.1 控制系统

本设计采用西门子S7-200系列CPU226PLC，它具有体积小、性价比高、功能强、操作方便、程序设计简单以及扩展性强等优点，相比单片机系统具有较强的抗干扰能力，更好的可扩展性、稳定性和可维护性[3-4]。

图1 总体设计框图

2.2 传感器系统

2.2.1 Risym光敏电阻传感器

Risym型光敏传感器自带继电器，可直接控制交流或直流负载。该传感器的工作电压可分为直流5V，12V，24V三种，可根据实际情况自行选定工作电压，工作环境介于-30～+70℃，它灵敏度高，价格较低，体积小等优点，符合本次设计要求。

2.2.2 SL625型红外传感器

SL625是人体红外感应传感器，利用菲涅耳透镜原理，增加探测距离，提高探测灵敏度。它的工作电压是直流2.2～18V，工作温度为-20～+85℃，感应距离为12m。它利用可重复触发工作模式时，具有延时和封锁时间功能。

2.2.3 JHBM-7型压力传感器

JHBM-7型压力传感器用于检测行人经过时在地面产生的压力，分布在人行道路主要位置的路面下。它的量程为10～200kg，灵敏度为1.5±0.2mv/V，工作时外部环境温度为-20～+70℃，绝缘电阻≥ 2000 MΩ，具有密封性好，长期运行稳定等特点。

2.2.4 SW-420型振动传感器

SW-420型传感器是一种振动开关，它的主要作用是采集机械量，并转换为成一定比例的电量，系统中用以判断是否有车辆经过。其工作电压为12V，环境温度小于80℃即可，它的灵敏度高，抗干扰能力强，产品外观由热缩管封装，防水、防潮性能良好。

2.2.5 XD-74声音传感器

XD-74型声音传感器主要用来检测声音的有无，对声音的大小则不用考虑，这里主要用来检测车辆以及行人所发出来的声音。工作电压为3.3V～5V，输出为数字量，此声音传感器内部设有继电器，当外界环境声音强度与阈值比较发生变化时，输出高、低电平传送给PLC，控制系统相应动作。

2.3 通信系统

系统以有线传输为主，备有无线传输作为冗余通信方式，当路灯系统遇到故障时，将向中心控制台反馈故障及定位信息，以便及时处理[5-6]。

3 软件设计

根据区域内设备的数量及输入输出端口的控制要求进行I/O地址分配，对元器件进行硬件线路连接后，运用编程软件进行软件编程及调试。

4 结语

本设计综合应用了PLC控制技术、传感器技术等相关知识，系统的进行了硬件的设计、软件的设计和仿真，完成了基于PLC的城市街道智能照明控制系统的设计，通过对所编程序进行仿真及调试，实现了系统的设计要求，满足了相关功能。在今后的研究中将进一步利用相关技术提高其智能化程度。