1 道路照明与节能的关系
城市道路智能照明与节能是一个不可分割的共同体，是以科学的城市道路照明专项规划为依据， 以高效节能的城市道路智能照明控制系统为基础， 以先进科学的现代照明产品技术为手段， 从而达到节约能源、保护环境和促进国民经济可持续发展的目的。
随着社会的快速发展和生态城市的快速建设， 照明设施的管理难度越来越大， 城市对道路智能照明设施的管理要求也不断提高， 早期的道路照明管理模式已不能适应城市发展的需要。为了提高城市照明管理部门的工作和管理效率， 实现照明的人性化、节约能源，城市道路智能照明无线监控管理系统应运而生， 它是一种城市照明的高效管理模式。
早在2004 年， 建设部和国家发改委就颁发了《关于加强城市照明管理促进节约用电工作的意见》（建城［2004］ 204 号文件）， 作为我国城市照明工作的第一个规范性文件， 明确和规范了“城市照明” 的提法。其后， 在我国国民经济和社会发展“十一五”规划纲要中， 城市道路照明节能被列入国家重点节能工程。在城市照明设计中， 绿色照明设计已成为节能的一项核心内容， 在保证照明质量的前提下， 大力节约照明用电， 达到保护环境的目的； 2009 年科技部启动的“十城万盏” 试点工程就是要在国内各大中城市推广使用绿色环保的LED 路灯； 2012 年5 月广东省人民政府印发《广东省推广使用LED 照明产品实施方案》， 按照计划广东省将在3 年内普及LED 公共照明， 其中道路照明LED 的普及为重中之重， 鼓励采用合同能源管理（EMC） 运作模式， 推广道路照明LED 路灯替换目前传统的第3 代光源。
2 道路照明的主要控制技术
由于技术的不断更新换代， 传统照明控制问题长期无法解决， 各地政府已有充分的认识， 并提出相应的要求和试验方案。以深圳市为例， 笔者所在的深圳市灯光环境管理中心在2010 年着手新智能控制系统的试验调试， 同时结合2012 年广东省普及LED 公共照明的契机， 市政府提出“建立全市路灯智能管理平台” 的方案， 打造全市统一的道路照明智能控制平台， 目前该方案正在试验与实施过程中。
从上世纪90 年代初， 一些城市已经开始考虑在日常的管理上启用城市智能照明无线监控管理系统， 但是受限于当时的计算机技术、无线通信技术、测控技术等， 城市智能照明无线监控管理系统存在一定的技术障碍。当时的城市照明无线智能照明控制器主要通过专用无线网络（230 M 专用频率） 实现道路路灯遥测、遥控和遥信。进入21 世纪以后， 路灯智能照明控制系统不再仅仅局限于城市道路的集中监控， 已发展成为集城市智能照明控制、管理维护、照明设施的管理分析、城市各个相关部门快速联动等为一体的综合性城市智能照明无线监控管理系统。
下面将介绍几种主要的道路照明控制技术。
2. 1 PLC 技术
电力线载波（Power Line Carrier， 简称PLC 技术）， 是运用电力线载波实现信息传递的通信方式的统称。该技术通过已有电力线将智能照明控制器连成智能照明系统， 在电力线上加载不同信号， 使用电力线载波的特点进行各种信号传输， 通过电力线调制解调器把不同信号分离出来， 并将各种不同信号传送到不同智能照明控制器。PLC 技术的最大特点是不需要重新架设网络， 只要有电线， 就能进行数据传递， 同时节省电能， 延长灯具寿命并降低运行维护成本。
完整的电力载波LED 路灯控制系统， 包括主站控制中心（服务器）、基站（集中） 控制器、路灯（单灯） 控制器， 以及实现基站控制器与路灯网络之间通讯过程的协议软件。当前基于PLC 的城市道路照明智能控制系统一般是通过GPRS / CDMA 和PLC结合的方案实现。
图1 基于PLC 技术的路灯系统结构图
2. 2 ZigBee 技术
ZigBee智能照明控制器和PLC等智能系统一样， 需要GPRS/CDMA的网络支持， 其结构本身与图1 PLC 技术结构类似，但是ZigBee智能照明控制器最大的特点是自组织网， 只要ZigBee无线模块彼此间在网络模块的通信范围内， 通过彼此自动寻找， 很快就可以形成一个互联互通的ZigBee 数传模块网络。其控制系统通过ZigBee数传模块网络和GPRS网络的连通实现远程监控。该系统可分为监控中心、GPRS / CDMA 网络网关和ZigBee数传模块子网3 部分（如图2 所示）。
图2 基于ZigBee 技术的路灯系统结构图
由于ZigBee 是一种短距离、低功耗的无线通信技术， 远距离无线通信采用GPRS 技术， 两种通信技术互为补充， 在扩宽监测范围的同时也提高了监控系统的智能水平。另外， ZigBee数传模块网络是一个由可多达65000 个ZigBee无线模块组成的无线数传网络平台， 在整个网络范围内， 每一个ZigBee数传模块之间可以相互通信， 每个网络节点间的距离可根据需要从标准的75 m 无限扩展。通过ZigBee 无线模块自组织网络将区域内的路灯都组成一个ZigBee无线模块子网， 若干个ZigBee模块子网通过GPRS 网关组成大型路灯网络， 在监控中心可以实现对各个ZigBee 子网中的每个路灯进行无线智能控制。
2. 3 其它协议技术
DALI 协议虽然是专用于照明控制的协议， 但DALI 智能照明系统也可以作为一个独立的系统来运作， DALI 系统的开放性， 使其可以方便地和目前得到广泛应用的建筑物管理系统（如EIB、Lonworks、LUXMATE 和BATIBUS 等） 无缝连接。由于DALI 具有开放性好、采用数字控制技术、采用DALI 构成的可寻址数字控制系统、造价低、易于安装、系统构成灵活、可以级联（组成主/ 从控制系统） 的特点， 适用于办公室、学校、住宅等楼宇智能照明控制系统。由于其自身的优势体现在楼宇照明， 而在道路照明的缺陷明显， 目前采用DALI 技术的道路照明控制的运用较少。
目前， 智能照明控制协议除了上述协议外， 还有ACN 协议、Art Net 协议、CEBUS 协议、Lonworks 协议、Dynet 协议、EIB 协议和HBS 协议。这些协议在各自的领域均有自己的优势， 占据各自优势市场， 所以在短时期内无法将照明智能控制网络统一协议。
3 城市道路照明智能控制的发展趋势
现在的道路智能照明控制器兼容了控制系统、LED、智慧城市、物联网等概念， 具体来说是集合了控制、电子、通信3 个方面的技术， 城市道路照明智能控制随着相关产业技术高速发展， 已经打破传统道路照明的观念， 城市道路照明智能控制的发展主要趋势为： 标准化、网络化、智能化。
3. 1 标准化
标准化是城市道路智能照明控制器系统的发展趋势， 照明控制系统使用的相关设备非常多， 不可能都是一个厂家生产， 如果不同厂家只兼容自己厂家的产品， 那么不同厂家的设备将无法同时使用。由此看来， 智能照明控制器系统设备的标准化迫在眉睫。而事实上， 市场照明品牌种类繁多， 并且很多照明企业也有各自的智能照明控制器系统， 各自使用的协议和端口， 各个产品之间不能直接实现互通， 因此城市道路智能照明控制系统首要考虑的就是产品兼容控制的问题， 统一平台则能很好地兼顾各方利益， 减少因产品不兼容而造成的浪费与不必要的消耗。因此各种厂家的智能照明控制器系统、单灯控制系统及相关内部设备的相互兼容是智能照明发展的趋势。
3. 2 网络化
智能照明控制器系统离不开通信介质的选择， 如无线通信GPRS / CDMA、光纤通信、电力线载波通信PLC、现场总线， 畅通的通信网络控制也将改变有线网络的局限性， 使控制更加灵活、多样。由于技术的不断更新发展， 网络化的新形态—— 物联网已经开始运用在城市道路照明系统控制中， 物联网是新一代信息技术的重要组成部分。虽然目前国内对物联网也还没有一个统一的标准定义， 但从本质上看， 物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升， 将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用， 使人与物智慧对话， 创造一个智慧的世界。因为物联网技术的发展几乎涉及到了信息技术的方方面面， 是一种聚合性、系统性的创新应用与发展， 也因此才被称为是信息技术的第三次革命性创新。因此， 道路照明智能控制的通信介质也会迎来新的发展趋势， 数据传递将会更快， 构架方便灵活， 安全无干扰， 兼容性好， 更便于对照明系统的集中管理。
3. 3 智能化
起初， 传统的照明控制系统只提供照明的控制开关设备， 道路照明控制系统的发展也从机械化发展到当前的自动化， 而第3 阶段的智能化处于起步的阶段， 国内一些城市正在进行道路照明控制智能化革新的尝试。所谓智能化照明系统， 通常是指利用现代的计算机技术、网络通讯技术、自动控制技术、微电子技术等多种新科学技术， 实现可根据环境变化、客观要求、用户预定需求等条件而自动采集系统中的各种信息， 并可对所采集的信息进行相应的逻辑分析、推理、判断， 对结果按特定的形式进行存储、显示、传输以及反馈控制等处理以达到最佳的控制效果的一种智能照明控制系统。随着智能照明控制器系统的不断完善， 系统中的设备数量和品牌种类的不断增加， 智能照明控制器系统应满足可扩展性的需求， 使新设备、新模块能接入系统中。对于控制系统而言普遍涉及到一些智能体功能模块， 如感知模块、通信接口模块、知识模块、推理机制模块、控制模块。智能化的道路照明控制系统也有了传统控制系统所不能实现的功能， 如地理信息功能、变频控制/ 自动稳压/ 功率控制功能、调光功能、场景功能、单灯控制、气象联动、多点控制、工况监测、故障自动反馈、统计分析与查询功能、系统自动升级维护与管理功能。由此可见， 继第3 代智能化之后城市道路照明智能控制的发展同样将会以更加人性化、智能化为趋势。
4 结语
城市照明控制技术的进步是城市发展的需要， 也是市民对优美、和谐的城市光环境的需要， 深圳LED路灯智能控制的成功应用满足了这种需要。从实际的安装测试结果看， 路灯的智能控制达到系统设计的预期效果。
本文对城市道路智能照明控制器的主要技术、发展趋势进行了分析比较。可以预见， 智能化管理的道路照明智能控制系统未来发展前景良好， 具有广阔的市场潜力。