室外智能照明随着LED路灯的普及和智慧城市建设的逐渐深入，需求日趋明确，成为众多照明厂商关注的又一个热点。国内相关行业组织，基于不同的应用背景，针对室外智能照明推出了不同的控制标准。本文中对这些标准进行介绍和分析。
1、 室外智能照明控制的技术需求　　城市照明控制技术在我国经过三十年的发展，从过去简单的无线电台技术发展到今天的GPRS网络通信技术，城市照明监控的理念正在发生变化，从早期的遥控、遥测、遥信等“三遥”系统逐步演变到包括遥视、遥调功能的“五遥”系统。　　最初的智能照明控制系统，是出现在舞台等娱乐行业的灯光控制。之后，面向工业和民用的建筑照明系统得到了快速的发展。随着人们生活品质的提高，和环境保护、资源节省意识的增强，对照明的智能化控制要求也越来越高。
智能照明系统要求控制有效、直观，实现实时监控，能够根据需求进行调光。智能照明控制系统随着城市化建设的发展而不断衍生出适合各类场合的应用协议，总得来说实现网络化、精确化、实时化是经济和技术发展的必然趋势。　　路灯控制系统是室外智能照明控制的重要组成部分。路灯控制从过去简单的人工开关发展到今天的继电器定时开关，但还需要大量的人工故障巡查。为了解决路灯的高能耗和高额的维护费问题，新路灯、新技术不断涌现。
路灯控制系统也有了长足的发展，向智能化、系统化和自动化方向迈进。　　智能照明控制系统对控制网络的要求有：(1)控制网络能够实现点对点及多点到多点的通信。(2)通过编程，能够对网络内的节点进行分组控制。(3)能传输开关、亮度、故障分类等信号，利于节能和故障检测。(4)简洁的组网方式，方便维护，扩展性好。(5)尽可能选择标准协议，在不同厂家的产品间实现互操作。(6)强抗干扰能力和较远的传输距离。　2、 LED智能照明控制标准　国内的相关部委和行业协会都根据各自的应用需求提出了智能照明控制的标准，下面介绍这些标准所采用的技术和特点。2.1 住建部《城市照明自动控制系统技术规范》　　住房和城乡建设部组织了此规范的编写。制定此规范的目的是保证城市照明自动控制系统的质量，确保城市照明设施对城市的服务能力，并体现节能目标，规范城市照明自动控制系统的设计、施工、验收、运行维护及信息化管理。　　此规范中的城市照明自动控制系统由中心级系统、中间级系统、终端级系统及通讯系统等构成。　　城市照明自动控制系统的架构是按照城市照明的控制逻辑关系和照明线路拓扑而构成的，如图1所示。城市照明自动控制系统的架构主要由中心级系统、中间级系统和终端级系统形成三级逻辑层，三级逻辑层之间通过两级通信层进行联络。　　系统的最小架构可由中心级系统和中间级系统组成，也可由中心级系统和终端级系统组成。
中间级系统由所有中间控制器集合的系统，中间控制器安装在城市照明配电柜内。中间级根据中心级系统下发的运行参数和命令，负责城市照明配电柜内的路灯线路的数据采集、控制和管理;并作为中心级与终端级之间的数据中继转发通讯信道。　　终端级系统是指城市照明自动控制系统中的所有集中器及其所辖的终端模块等设备集合的系统，集中器安装在城市照明配电柜内，终端模块安装在灯杆位置处或灯具内。终端级根据中心级系统下发的或中间级系统转发的运行参数和命令，负责对灯具运行的监测、控制、调光等管理。　　通信层1是指中心级与中间级之间的远程通讯信道，包括公用无线数据传输信道和无线专用数据传输信道。推荐的通信协议采用ModBus。　　通信层2是指中间级与终端级之间的本地通讯信道，也指终端级直接和中心级通讯时的远程通信信道。本地通讯信道可采用RS485接口的有线信道，远程通讯信道宜采用公用无线数据传输信道或无线专用数据传输信道。
中间级与终端级采用串口链路方式通信，电气接口可采用RS485/RS422/RS232。
图1. 城市照明自动控制系统架构图(以下图片均可点击放大)2.2 CSA《LED公共照明智能系统接口应用层通信协议》此标准是由国家半导体照明工程研发产业联盟，简称CSA(China Solid State Lighting Alliance),于2013年4月发布。制定此标准的目的是将LED公共照明智能系统中的现场广域网网关与远程服务器之间的应用层通信协议标准化，以促进智能化户外照明控制系统向模块化的、标准化的、可替换的、适用范围广的方向发展。
标准化内容包括现场广域网网关与远程服务器之间进行数据传输的格式、数据编码、传输规则及保证系统安全的方法。　　LED公共照明智能系统接口应支持的功能集包括：1)控制功能：设置灯具的开关灯时间、亮度等参数。2)数据采集：根据设定的采集周期采集温湿度、电压等数据。3)故障告警：当灯具的各种数据超过规定阈值时，上报服务器。4)操作维护：读取灯具的型号及安装信息等数据。5)配置管理：设置网关和灯具的ID、IP地址等。6)数据安全：设置数据安全的机制和密钥管理。　典型的命令及响应流程如下图所示：
图2. 命令及响应流程图命令包括远程服务器向网关或者具有网关功能的灯具主动发起的配置、数据查询、操作维护及其它控制要求。
远程服务器首先向网关或者具有网关功能的灯具发送命令，网关或者具有网关功能的灯具接收到命令后应在T1时间内返回命令响应。若在T1时间内，远程服务器收不到命令响应，重发命令，最多重发N1次;若重发N1次后, 仍然收不到命令响应，则应认为命令发送失败。　　网关或者具有网关功能的灯具在发送命令响应后，应在T2时间内返回命令执行结果。　　若在T2时间内，远程服务器没有收到命令执行结果，则应认为该命令执行失败。　　其中，T1，T2，N1均是可配置的参数，由远程服务器保存，其定义如下：—T1：命令响应超时时间(CommandACKTimeout)，推荐值为30秒;—T2：命令执行结果超时时间(CommandResultTimeout)，推荐值为300秒;—N1：命令重发次数(CommandRetryTimes)，推荐值为3次。　　本标准提供了服务器和现场网关的应用层协议，为今后不同照明厂家的设备的互操作性提供了基础。

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