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。
本文應(yīng)用射頻識(shí)別（ Radio FrequencyIdentification ，RFID） 技術(shù)，結(jié)合設(shè)置在路面的讀寫(xiě)裝置、安裝在車(chē)輛上的射頻標(biāo)簽，設(shè)計(jì)了一種LED 路燈自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED 路燈的智能開(kāi)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(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)）。
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。
（1） 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。
（2） 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)。
（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(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。
（5） 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。
3. 3 車(chē)輛通過(guò)時(shí)追蹤處理流程
RFID 智能終端實(shí)時(shí)更新盜搶車(chē)輛追蹤名單，并記錄到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，并對(duì)被盜搶車(chē)輛的標(biāo)簽自動(dòng)啟動(dòng)追蹤處理，實(shí)時(shí)向監(jiān)控中心服務(wù)器發(fā)送該車(chē)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(chē)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(xiě)器天線參數(shù)，更好地追蹤該車(chē)輛；當(dāng)被追蹤車(chē)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(chē)輛信息和本機(jī)ID， 以便監(jiān)控中心即時(shí)確定車(chē)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(huì)話(huà)都經(jīng)過(guò)雙方相互認(rèn)證的過(guò)程；RFID 智能終端在口令修改和程序遠(yuǎn)程升級(jí)時(shí)會(huì)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(shì)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(duì)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(chē)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(chē)稽查、盜搶車(chē)輛定位等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景。