随着国民经济的迅速发展,目前我国的公路发展最快、隧道数量最多。在隧道机电系统中,照明负荷占最大比重,有很大的节能改造空间。但是现阶段的隧道照明系统大多采用有线调光或分级回路控制的方法,存在布线繁杂、电能浪费严重、不能实现隧道亮度平滑控制和缺乏灯具故障检测与主动报警机制等问题。因此,研究一种智能化和节能的照明控制系统具有重要意义和实际应用价值。本文基于LoRa无线技术通信距离远、功耗低和网络节点数量多的特点,根据国家照明细则,以LoRa无线组网技术、加强段照明适应曲线设计方法和增量式调光算法为核心技术,设计了由主控制器、LoRa无线协调器、无线单灯控制器和LED照明灯具组成的智慧照明控制系统。系统分为上下两层,上层主控制器作为核心管理单元,运行增量式调光算法,并发布控制和采集命令;下层由LoRa无线协调器创建无线网络,与网络中各个无线单灯控制器通信,无线单灯控制器与LED照明灯具相连接,实现对灯具的控制。首先,主控制器实时采集洞外亮度、车流量和车速信息,依据隧道照明规范定义的隧道段及各段的亮度设计要求,根据这三个量的实时变化在线计算出加强照明段中每一段的亮度需求值,再采用最小二乘二次多项式拟合的方法得到加强照明配光曲线。同时,基于超调最小、跟踪步数最短和稳态误差最小原则,设计了两级增量式调光算法,该算法根据目标亮度变化范围自适应地选择步长系数调节加强照明灯具的调光比例,实现隧道照明控制。在MATLAB/Simulink平台中,构建了配光曲线最小二乘二次多项式拟合方法和增量式调光算法的仿真模型,通过大量的仿真,得到了增量式调光算法中步长系数K的最优取值,验证了算法的有效性和可行性。其次,基于隧道智能照明控制的技术要求,制定与实现了主控制器与协调器之间的串口通信协议和LoRa无线控制网络通信协议,设计了基于STM8单片机的LoRa无线协调器和无线单灯控制器,详细介绍了协调器与单灯控制器的硬件电路与控制程序的设计。最后,本文设计的系统已成功地应用于湖南省益娄高速和武靖高速的14条隧道中,将2018年益娄高速隧道的实际运行数据与未采用控制算法的益马高速隧道的实际运行数据进行对比和分析可知,该系统具有良好的节能效益,节能率达到35%。