城市路燈控制系統無線的解決方案

　　摘 要: 本文針對目前城市路燈照明系統存在的問題,如自動化管理水平還不很高、系統可靠性不高等,提出了一個較為完善的路燈的集中監控系統。該系統集無線通訊技術、自動化控制技術、傳感器技術、監控系統組網技術、軟件技術、數據庫技術和地理信息技術于一體,為城市路燈照明系統的新建或改造升級提供穩定、可靠、低成本的實施方案。

　　關鍵詞 : 路燈;無線監控;GPRS;指令;數據庫

　　1 引言

　　在我國,大部分城市特別是中小城市的路燈系統自動化管理水平還不很高,仍采用早期的鐘控、光控或人工控制技術,系統可靠性低,特別是當季節、氣候變化時不能及時改變開關時間,當有些路燈壞掉時特別是電纜被盜也不容易及時發現,另外還無法對新型景觀燈實行有效的控制(如節假日自動開關燈),從而對城市照明造成很大影響。

　　RLCS-1001型路燈無線監控系統是鄭州大學與深圳藍譜里克公司聯合研制的、具有獨立知識產權的一個比較完善的路燈的集中監控系統,如圖1所示。該系統集無線通訊技術、自動化控制技術、傳感器技術、監控系統組網技術、軟件技術、數據庫技術和地理信息技術于一體,是一個城市的路燈系統良好運行的可靠保障。

　　2.系統主要功能

　　2.1 控制功能

　　鐘控和光控相結合,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,可隨意設置半夜燈(省電模式),可對一年中的各類節假日進行開關燈設置。

　　2.2 數據采集分析功能

　　每個智能終端的電壓、電流、電度數、功率因數和功率等參數通過無線信道發送回監控中心,監控中心主機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管理人員,為決策提供準確的依據。

　　2.3 網絡與數據查詢功能

　　位于路燈處領導辦公室的電腦和路燈運行、調度等管理科室的電腦,均可作為管理中心與監控中心主機通過互連網組成監控網絡系統,形成一個統計、查詢、決策系統。必要時可以由管理人員直接通過自己的手機對智能終端進行控制和查詢。

　　2.4 報警功能

　　智能終端處出現停電、交流接觸器損毀甚至電纜被盜等故障時,均在監控中心或值班室實時發出聲光告警信號,并在電腦顯示器上顯示故障位置(某智能終端的某一支線)、故障的狀況與類型,如情況緊急還可直接顯示在主管領導的手機上。管理人員根據對運行狀態的統計分析,及時診斷故障的地點及類型,并可對可能發生故障的狀態進行預測。

　　2.5 豐富的顯示功能

　　監控中心的顯示器選用工作站使用的大屏幕顯示器,除了操作界面與測控參數外,還可以現場模擬顯示全市路燈狀況以及各智能終端處的測控參數與狀態,可局部放大顯示。

　　2.6 掉電保護功能

　　智能終端設計有備用電池,以確保交流供電中斷后,系統仍能正常運行,智能終端的數據保存在EEPROM中,永不丟失,24小時內保障同監控中心的通訊。監控中心配備UPS不間斷電源, 保證主機的正常運行和與智能終端的通訊聯系。

　　2.7 保密功能

　　監控中心可以設定自己的系統命令密碼,在本系統中,只有符合密碼的命令被接收執行,不符合密碼的命令一律拋棄。這樣可以提高系統的穩定性,以防被其他無關人員的干擾。

　　圖1 系統組網原理圖

　　3.系統主要技術指標

　　a) 遙控命令響應時間 < 60 秒

　　b) 遙控正確率 ≥ 99.99%

　　c) 報警響應時間 <1秒

　　d) 系統MTBF ≥ 20000 h

　　e) 測量量精度 0.5 級

　　f) 電能測量精度 1 級

　　g) 系統容量 >65536

　　h) 獨立控制能力 4路/終端

　　i) 可接變壓器數 2個/終端

　　j) 控制距離 2公里/終端

　　k) 工作溫度范圍 -20℃——65℃

　　l) 應用條件 GSM覆蓋區域

　　4.智能終端的主要特點

　　圖2 智能終端的控制原理

　　智能終端的控制原理如圖2所示,它以微處理器為核心,采用微信號處理技術,通過傳感器進行全隔離采樣,完成現場電流、電壓及功率、功率因數等數據的采集;并根據調度端的命令,完成數據的傳送和對各路路燈的控制;當現場發生故障時可以一邊發出本地聲光告警,一邊把告警信息傳送到監控中心,保證系統安全正常運行;當與調度端通信中斷時,可根據存儲的開關燈時間和光照強度自動獨立運行,絕對保證路燈運行的可靠性。其主要特點如下:

　　① 硬件設計模塊化,每路有一個單獨的控制模塊,最多可接4路;

　　② 智能終端內有電池,掉電后24小時內仍能正常運行;

　　③ 工作電源與控制電源各自獨立,提高了系統的可靠性;

　　④ 可以顯示現場的工作時間;

　　⑤ 智能終端設定參數后可以脫離系統使用,具有本地智能開關燈的獨立運行功能。

　　5.軟件主要功能

　　系統采用局域網方式,可根據用戶要求擴展為相應的客戶機/服務器(C/S)模式,并與SQL數據庫實現連接共享。操作系統為中文Windows2000,采用視窗化語言設計,中文人機界面,鼠標操作,所有命令、查詢和打印均非常直觀簡便。

　　主要功能如下:

　　① 與光控系統同時控制所有智能終端開關路燈;

　　② 給所有智能終端校時或設置開關燈時間;

　　③ 接收所有智能終端發來的自動開關燈信息;

　　④ 在電子地圖上進行操作,顯示當前城市中所控制部分的所有路燈狀態:亮、滅或故障;

　　⑤ 接收并顯示所有智能終端發來的告警信息,如門開、燈壞、電纜被盜、停電等;

　　⑥ 顯示某個智能終端的狀態信息:電壓、電流和用電度數等;

　　⑦ 日報表的匯總和打印;

　　⑧ 歷史控制信息和告警信息查詢、統計、打印等。

　　6.應用實例

　　2005年8月,我們應用本系統對廣東省某市原有控制系統進行了改造,在現場施工過程中發現各個控制點所控制的路數是不同的,有的簡單,僅控制一路, 但復雜的則需要控制十幾路,為此我們采取一個控制模塊用并聯的方式去同時控制多個接觸器的方法,很好地解決了這個問題。在近一年的運行期間,智能終端經受了南方多雨潮濕、悶熱氣候的嚴峻考驗,始終處于穩定運行狀態,實現了各項設計指標。

　　本文作者創新點:

　　本文提出了一個較為完善的路燈的集中監控系統。該系統集無線通訊技術、自動化控制技術、傳感器技術、監控系統組網技術、軟件技術、數據庫技術和地理信息技術于一體,為城市路燈照明系統的新建或改造升級提供穩定、可靠、低成本的實施方案。