城市照明智能管理系统.docx

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城市照明智能管理系统

城市照明智能控制管理系统实施方

随着城市的发展，作为城市公用设施的城市路灯照明系统对人民生活和交通安全起着非常重要的作用。

对于城市公共照明系统来说，采用智能化的管理系统是实现能源节约、减少能源浪费、满足人们生活要求、实现现代化城市靓丽风景的科学解决方案。

广州意霏讯信息科技有限公司基于绿色物联网技术研发的LMS无线互联网智能照明监控系统，为城市控制市政公共成本提供了一个创新的途径。

这个解决方案可以大幅度节约运行成本，能够显著的降低能源的消耗和二氧化碳的排放，增进公共照明系统的安全性，给路灯管理部门带来很多意想不到的附加功能，增加驾驶员和行人安全性等等。

一、概述

1.1目前路灯发展所面临的问题

目前全国大部分城市路灯控制系统面临的主要问题有：

1、控制落后。

开关灯方式落后，当前路灯控制，还停留在手动、光控、钟控方式。

受季节、天气和人为因素影响，自动化管理水平低，路灯经常该亮时不亮，该灭时不灭，极易造成极大的能源浪费，增加财政负担。

2、操控不便。

调节操控能力不足：

无法远程修改开关灯时间，不能根据实际情况（天气突变，重大事件，节日）及时校时和修改开关灯时间。

3、灯况不明。

不具备路灯状况监测，现有的照明设施管理工作主要采用人工巡查模式，不仅工作量大，还浪费人力、物力、财力。

故障依据主要来源于巡视人员上报和市民投诉，缺乏主动性、及时性和可靠性，不能实时、准确、全面地监控全城的路灯运行状况，缺乏有效的故障预警机制。

4、设施被盗。

不具备设施防盗监测，城市路灯覆盖面积大，管理手段落后，无法准确发现电缆盗割、灯头被盗和断路，一旦出现以上情况，势必给政府带来巨大的经济损失，同时影响市民的正常生活。

1.2LMS无线互联网智能照明监控系统介绍

广州意霏讯信息科技有限公司基于绿色物联网技术研发的LMS无线互联网智能照明监控系统实现了对已建、在建和将建的市政道路照明的兼容智能管理。

本公司以无线数据传输业务为基础，充分利用近年来工控技术的最新成果，综合利用计算机网络、GPRS无线互联网通信、电力线信息传输总线技术、地理信息系统（GIS）等多种前沿技术，与照明控制行业的应用特点紧密结合，建设了基于GPRS无线互联网业务的公用信息服务平台，为城市照明管理行业规划、管理提供信息化的决策支持手段；构建高效的城市亮化基础设施，实现城市照明监控系统的信息共享；节约照明设备用电量，降低运营成本和维护费用，缩短故障排查时间，同时能有效地对本地设备运行状况进行监控。

LMS无线互联网智能照明监控系统研发目的是为了解决各地路灯管理单位对于路灯进行实时监控、远程监控的需求。

安装此系统后，路灯管理人员只需要坐在监控室内，就可以通过计算机对多个地点的多个设备进行监视和控制。

监控中心和现场设备通过中国电信/移动/联通的GPRS业务进行无线的数据交互，在数据传输方面不需要另外布线，安装简单。

为用户提供了一套便捷的、低成本的组网方案。

此系统的主要功能是为用户提供针对路灯设备的“三遥”控制。

所谓“三遥”，就是“遥控”、“遥信”和“遥测”。

“遥控”功能是指对路灯设备的远程控制，此功能分为两大部分：

自动控制和手动控制。

自动控制的执行机制是管理人员在监控室内通过互联网向远端的路灯控制器下发时间方案，所下发的时间方案将存储在集中控制器的硬件中。

此后，在没有外界指令干预的情况下，控制器将自动循环执行该时间方案，直到超过方案中的时间期限，时间方案中含有4种时间表，按照优先级顺序依次为：

临时时间表、周时间表、节假日时间表、经纬度时间表。

多种时间方案和多种时间表可以配置在同一个节点上，集中控制器将按照其中的优先级来自动排列执行的顺序，不会产生动作的混乱，因此可以在最大限度上满足用户对路灯控制的复杂要求。

除了自动控制之外，此系统还向用户提供了手动控制模式，用户可以通过手动控制来进行即时的开关灯操作。

操作时只需要点击要操作的灯，灯将立刻执行开关灯动作。

“遥测”功能是指集中器具有远程抄表功能。

“遥信”功能是指设备（集中控制器和节点控制器）将自身的在线状态、本地路灯的亮灭情况定时地通过巡检的方式自动上报给监控室的计算机。

路灯管理人员可以通过计算机的显示器，利用本系统自带的电子地图功能，直观地监视设备的当前状态，在地图上对发生故障的设备进行快速定位，在尽可能短的时间内排查故障。

二、LMS智能照明监控系统主要特点

2.1LMS系统的通讯

1、基于GPRS的照明集中监控网络工作原理

城市集中照明监控管理系统的通讯方式的选择，决定了今后整个系统的运行成本和扩展性。

通讯方式的选择既要考虑到通讯设备本身造价和工程安装的复杂程度，也要充分考虑到今后系统先进性和可扩展性，同时也要考虑到今后的运行费用和可维护性。

基于以上问题，同时又考虑全球各大移动通讯公司和网络公司，共同推出了GPRS（GeneralPacketRadioService）无线上网高速数据通讯业务,是在GSM业务基础上发展起来的，完全兼容于CDMA通讯方式，是3G数据业务的过渡平台。

其广阔覆盖面积、优秀的实时占线式通讯方式和低廉的通讯资费、极强的稳定性，成为新一代热门网络通讯方式。

LMS无线互联网智能照明监控系统的监控中心和现场设备通过中国电信/移动/联通的GPRS业务进行无线的数据交互，在数据传输方面不需要另外布线，安装简单。

为用户提供了一套便捷的、低成本的组网方案。

图1LMS无线互联网智能照明监控系统网络拓扑图

Ø服务器：

如图1所示，任何一台接入Internet（需固定ip）的PC机都可以作为服务器。

服务器可以设置每盏灯开关的时间。

可以同步客户端时间与服务器时间一致。

Ø监控中心：

任何一台接入Internet的PC机都可以作为监控中心。

监控中心的程序是通过服务器向集中控制器发命令的。

可以随时打开或者关闭任何一盏或者一路路灯。

Ø集中控制器通过GPRS无线网络与服务器通讯。

同时，通过电力载波向控制节点发送开关命令。

Ø控制节点：

接收通过电力线来自集中控制室的控制信号，并执行开关灯的命令。

通过图1的扩展方案组成的LMS无线互联网智能照明监控系统，可以轻松在电脑前控制路灯的开关，并监控路灯的工作状况，弥补了现有产品的单机控制方式。

在布线方面，我们公司采用电力载波和GPRS技术，省去了布线的麻烦。

2、LMS无线互联网智能照明监控系统的主要特点：

⑴、无论是已经建设的陈旧路灯系统还是在建/将建的新型路灯系统，都能够应用该智能管理系统；

⑵、利用电力载波通信和Zigbee无线射频通信技术，无需另布通信线路、易施工、成本低；

⑶、电力总线载波通信不受天气和地形影响，保证了系统可靠性；

⑷、基于电力载波通信控制器和基于Zigbee无线射频通信控制器可以兼容使用，极大地方便了不同地区、不同气候、不同环境的路灯控制；

⑸、可对路灯进行分区、分线路、分组管理；

⑹、按临时、节假日、周、经纬度等设定路灯自行开关时间；

⑺、每一条线路搭配一台智能电表即可以实现路灯用电远程抄表功能；

⑻、及时远程操控应对突发情况，如天气突变、重要事件和事故灾害等；

⑼、特殊场所动态情景照明及照度调节，实现了照明人性化；

⑽、定时调光（针对LED灯）降低能耗，节能减排，延长灯具寿命；

⑾、路灯故障自动上报，防范“黑灯”隐患，保障点亮率；

⑿、支持凌晨二次开灯，

⑿、线路电缆防盗报警，保护国家财产及道路安全；

三、LMS智能照明监控系统主要功能

LMS无线互联网智能照明监控系统具有如下功能：

⑴、开关控制：

任意一盏、一路或任意自定义组路灯的开关；

⑵、状态查询：

随时可查询路灯开关状态、亮度等数据；

⑶、电力线通信与Zigbee射频通信控制器可以混合使用；

⑷、程抄表：

无需到现场就能了解路灯用电情况，以及功率，功率因数灯；

⑸、定时控制：

定时控制开关灯、分时段调光（对LED灯）等；

⑹、故障报警：

路灯故障时即时向监控中心报警并显示故障灯号；

⑺、线路防盗：

线路/灯具被盗或被破坏时可即时以故障方式向监控中心报警并显示被盗的位置；

⑻、系统显示：

显示路灯系统组织结构及相关重要信息；

⑼、数据报表：

生成电能、亮灯率等报表；

⑽、数据存储：

存储系统设备执行历史记录；

⑾、用电记录：

精确记录每一条线路的用电量，既可作为支付电费的依据，又可以比较使用智能控制的路灯的节电数据；

⑿、维护拓展：

远程参数设置和维护及其它功能拓展。

图2给出了LMS无线互联网智能照明监控系统的功能描述图示。

图2LMS无线互联网智能照明监控系统功能描述

四、系统构架

LMS无线互联网智能照明监控系统无论是结构还是建设都非常简单、方便，它由三个部分构成：

管理全城道路照明的控制管理软件、控制单条线路上成百上千盏路灯的路灯控制与现场环境采集反馈器（也称为集中控制器）、控制每一盏路灯的智能路灯控制终端（也称为节点控制器），如图3所示。

图3LMS无线互联网智能照明监控系统构架拓扑图

控制管理软件通过系统监控软件对集中控制器进行远程数据访问和控制，包括参数配置、控制命令发送、现场灯具状态收集等。

能够显示路灯开关状态和亮度信息，远程控制单个路灯的开关和调节路灯的亮度（对LED灯），实现时序调度事件、读取数据记录、监视事件和报警应答等操作；集中控制器执行路灯时序调整、数据记录、报警处理和发送。

它同时负责控制网络的运行，将监控中心的命令下达给节点控制器，将控制器及线路信息反馈到监控中心；节点控制器控制路灯开关、亮度调节等。

路灯现场数据与监控中心之间的数据交换是采用GPRS的无线数据交互通信，其运营费用非常低且无线路物理因素的影响。

五、系统组成设备与性能指标

5.1控制管理软件

监控中心上位机控制管理软件一方面监视和管理集中器反馈上来的信息，如路灯状态，另一方面向集中器发出控制命令，完成路灯开关和调节路灯的亮度，实现时序调度事件、报警应答等操作。

⑴图形处理能力

人机系统界面以城市地理信息系统（GIS）为平台，所显示的图形可以无级嵌套和缩放、平移，当图形变大时，导航功能可以快速定位到某一点。

回放功能可以以事件记录作为触发条件，查询及显示历史某一时刻的工况和状态。

⑵告警处理能力

开灯、亮灯、关灯、暗灯、坏灯告警、防盗报警。

通信中断、路灯终端和节能控制器故障报警。

3历史数据处理与趋势分析功能。

△报表打印，根据历史数据记录用户定制的各种报表。

△路灯亮灯率及坏灯检测、事故及维修工作单流程处理；

△远程抄表、用电数据查询、报表、打印。

△用户界面可按照用户要求定制

上位机控制管理软件是系统的核心数据存储设备，提供internet和intranet接入方式，可以在监控室或其他任何联网的PC上对集中器控制器和节点控制器进行实时检测和控制。

控制管理软件具有数据备份功能，可以存储设备详细信息和组网配置数据，并在故障发生后实现自动恢复功能。

控制管理软件分为8个子控制系统：

（1）地理信息管理系统

（2）设备管理系统

（3）时间方案控制系统

（4）即时开关灯控制系统

（5）人员权限管理系统

（6）历史记录系统

（7）报警管理系统

（8）短信监控及报警系统

1、地理信息管理系统

地理信息管理系统（地图需要单独向北京超图购买，建议前期先不使用地图）通过对SuperMap公司的Objects2008运行版软件进行嵌入式开发，实现对无线互联网智能集中控制器的地图组态画面式显示。

用户可根据系统自带地图对当地所有设备的在线情况、亮灯状况、报警状况进行直观的监控和快速的定位，可以实现对照明设备各种状态的直观监测，对各种异常情况第一时间做出准确定位、快速处理。

地理信息管理系统界面如图4所示。

图4地理信息管理系统界面

2、设备管理系统

用户可以以中文名称、数字编号等方式将集中控制器和节点控制器的相关信息存储到服务端的数据库中，可以根据各种相关信息对设备进行快速