中心議題：

• 基于RFID 的LED路燈只能控制系統組成結構
• 基于RFID 的LED 路燈智能控制系統主要功能
• 基于RFID 的LED 路燈智能控制系統工作流程

與使用傳統光源（ 如高壓鈉燈、金鹵燈） 的路燈相比，LED 路燈具有無需預熱、耐頻繁開關、壽命長、抗震性好、光色好、無污染、適應的環境范圍廣及節能的優勢，因此，國內已有多個城市建成了LED 路燈示范道路。但是，我國大多數城市特別是中小城市的路燈管理系統均采用鐘控、光控或較簡單的自動控制系統，在這種粗放的管理方式中，存在路面長時間無車而路燈仍處于開啟狀態的問題，不僅給道路照明造成很大能耗負擔，也與當前倡導的節能環保理念相違背。

本文應用射頻識別（ Radio FrequencyIdentification ，RFID） 技術，結合設置在路面的讀寫裝置、安裝在車輛上的射頻標簽，設計了一種LED 路燈自動控制系統，實現對LED 路燈的智能開關，既能夠節約能源又可以有效減輕工作人員管理路燈系統的工作負擔。

1 基于RFID 的LED 路燈智能控制系統組成結構

路燈控制系統由監控中心服務器和RFID 智能終端兩部分組成，二者之間采用無線網絡傳送加密后的數據和指令，系統基本結構如圖1 所示。監控中心服務器由配置管理服務器、監控中心數據庫和無線通信子系統三個部分組成。RFID 智能終端由RFID 讀寫器、智能控制、無線通信三個模塊組成，各個RFID智能終端的間隔距離根據道路限速確定（ 如限速60km 的道路，通常為3km 左右安裝1 套，參見本文3. 2 節）。

圖1 LED 路燈智能控制系統基本結構

2 基于RFID 的LED 路燈智能控制系統主要功能

圖2 為基于RFID 的LED 路燈智能控制系統安裝示意圖。其中在汽車上安裝車載RFID 標簽，道路邊安裝RFID 智能終端，交通管理部門中心機房安裝監控中心服務器。除特殊情況下監控中心服務器可以強制亮燈外，其他時段均可利用RFID 智能終端來控制路燈的開啟和關閉，可以達到節約能耗和人力的目的。除此之外，本系統還具有集中控制與自動控制相結合、實時數據采集、關鍵數據保護、終端與監控中心服務器互相認證、車輛跟蹤的功能。[page]

圖2 基于RFID 技術的LED 路燈智能控制系統安裝示意

（1） 集中控制與自動控制相結合
通過中央控制和RFID 控制相結合，系統提供靈活、方便、可靠的開關燈控制功能，監控中心服務器自動執行群控開關燈，也可全天候控制任一智能終端執行開關燈，可隨意設置路燈的省電模式，也可對一年中的各類節假日進行開關燈設置。

（2） 實時數據采集
智能終端將通過其作用范圍內帶有RFID 電子車牌的車輛數目、類型等參數通過無線信道發送回監控中心，監控中心配置管理服務器對這些數據加以分析、處理后，以直觀的圖形或表格形式提供給管理人員，為相關決策提供準確的依據。

（3） 關鍵數據保護
智能終端有備用電池，以確保交流供電中斷后系統仍能正常運行。RFID 智能終端的數據保存在FLASH 中，保證數據不丟失以及保障系統同監控中心全天候通訊。監控中心配備UPS 不間斷電源，保證主機正常運行和與智能終端之間的通訊。
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（4） 終端與監控中心互相認證
監控中心可以設定自己的系統命令密碼，智能終端只對符合密碼的命令接收和執行，不符合密碼的命令被忽略，這樣可以提高系統穩定性，防止他人干擾。

（5） 車輛跟蹤
當安裝了RFID 標簽的被盜搶車輛經過RFID 智能終端時，RFID 智能終端根據監控中心更新的被盜搶車輛名單，及時反饋被查車輛經過的路段、時間及其附近車輛信息等，監控中心將上述信息及時傳送給警方，以便迅速中止犯罪行為。

3 基于RFID 的LED 路燈智能控制系統工作流程

3. 1 核心處理流程
RFID 智能終端向監控中心服務器定時發送本機狀態；RFID 智能終端不間斷掃描路面的RFID 標簽信息，并記錄，然后根據得到的標簽信息進行處理；RFID 智能終端將處理結果和標簽信息上報到監控中心服務器；監控中心服務器根據具體業務類型來決定是否干預智能終端的動作或者向RFID 智能終端發出指令。系統運行后，不間斷重復以上步驟，根據具體情況，隨時可以人工介入處理過程。

3. 2 車輛通過時路燈控制處理流程
RFID 智能終端的讀寫器模塊不間斷掃描經過車輛的RFID 標簽信息，并記錄到本地數據庫；RFID 智能終端的智能控制模塊根據得到的標簽信息進行處理，并根據車輛當前情況判斷是否開啟路燈，如果車輛靜止，則不開啟路燈；如果車輛正常行駛，則將車輛行駛方向前方的一定范圍內的路燈全部開啟，并設定持續點亮時間，每次開啟的路燈范圍和持續點亮時間根據道路情況設定，一般開啟范圍設定為限速行駛3min 車程內的路燈，路燈的持續點亮時間為2 倍的行駛時間，以便能夠對慢速行駛的車輛提供照明，例如限速為60km，則智能終端開啟前方3km 內的路燈，持續點亮6min;對于滯留在禁停路段的車輛則定時上報其標簽和本機ID。

3. 3 車輛通過時追蹤處理流程
RFID 智能終端實時更新盜搶車輛追蹤名單，并記錄到本地數據庫，并對被盜搶車輛的標簽自動啟動追蹤處理，實時向監控中心服務器發送該車輛的行使信息和本機ID;監控中心服務器將被追蹤車輛的信息發送給該RFID 智能終端相鄰的智能終端，以便及時調整讀寫器天線參數，更好地追蹤該車輛；當被追蹤車輛靜止時，智能終端定時向監控中心服務器上報該車輛信息和本機ID，以便監控中心即時確定車輛具體地理位置。

3. 4 監控中心服務器與智能終端信息交互流程
RFID 智能終端與監控中心服務器持續交換信息，包括更新追蹤名單、上報標簽信息、執行監控中心服務器的指令并返回執行結果，二者之間所有交互信息都有應答，消息全部采用加密方式，每次會話都經過雙方相互認證的過程；RFID 智能終端在口令修改和程序遠程升級時會中斷其他業務處理，但不停止本機狀態信息向監控中心服務器的傳送。

4 結論

基于LED 光源的光效優勢和RFID 技術的先進性，本文設計了一種LED 路燈管理控制系統。它與傳統路燈控制系統相比具有功能強大、節約能源、便于安裝、維護方便以及節省人力等優點，對路燈照明可以實現智能化管理控制。在已經實施RFID 技術進行路橋收費的城市采用本文路燈管理控制系統，可以在原有車輛標簽基礎上擴展應用，實現一種標簽多種用途。應用RFID 技術的路燈控制系統不僅在道路照明方面可以節約能耗，更在年費管理、套牌車稽查、盜搶車輛定位等領域擁有廣泛的應用前景。