路灯景观灯GPRS无线远程监控系统技术措施.docx

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路灯景观灯GPRS无线远程监控系统技术措施

路灯景观灯GPRS无线远程监控系统技术方案

<1）、系统总体的设计原则

★保持产品技术的先进性。

系统建设从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、技术支持及维修能力等方面着手，优化系统配置，确保监控系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。

a、监控终端设备选型的先进性

本工程所采用的终端核心设备都是自主开发的、具有自主知识产权的成熟产品，核心元器件均采用国内外知名品牌，确保使用元器件的先进性，在国内多个城市得到成功的应用，具有扩展功能方便，自主性强等先进性；

b、通讯方式选择的先进性

本工程，在通讯形式上采用无线公网通讯方式，保证了系统通讯的畅通无阻。

c、系统组合的先进性

本系统使用了嵌入式计算机技术、通信技术、测控技术、计算机软件技术等。

先进的技术，并将各种先进的技术有机的组合起来，形成了一个先进的控制系统。

同时系统设备部件采用标准化、模块化设计，具有良好的替代性。

协议采用Internet国际互连网通用标准的TCP/IP协议，工业、电力自动化领域通用的Modbus协议等，保证了系统的先进性，符合当今技术发展的潮流。

★产品设计的可靠性。

由于路灯监控管理系统一般工作于室外,有时会遇到极其恶劣的气候和环境条件,再加上强弱电并存,干扰严重。

同时城市照明规模庞大，系统复杂，发生各种故障时影响面大，影响程度严重，因此要把系统的可靠性放在第一位。

本系统通过采用先进的技术来保证监控系统能够在室外长期稳定地运行。

★注重产品的兼容性和开放性。

系统中各组件产品的质量达标过硬；系统采用成熟的技术，合理设计，各项指标符合国家有关技术安全标准规定，保证了各子系统的独立操作性，使之在不同情况下实现不同的管理目标。

同时系统充分考虑了共同性、兼容性，对原有系统原有技术进行升级改造，保证各子系统间协调配合、稳定运作，否则，各系统运转过程中的功效就很难充分发挥出最佳状态，造成不必要的资源浪费，达不到所需要的质量要求，而且在长时间的运作中还很容易产生各系统间的排斥和干扰地问题，影响路灯照明设施的正常管理，严重时还会造成系统组件的损坏，最终导致系统崩溃。

★系统的易用性与可扩展性。

监控系统的易用性设计是提高工作功效的重要保证，操作平台整体设计、统一操作，采用电子地图和仿真电子监控仪表界面方式进行直观显示，随时监测系统情况，既充分体现快速反应的特点，又方便操作人员进行业务处理和综合管理。

同时考虑到城市发展和通讯方式的不断发展与变化，本系统在结构、容量、通信和处理能力等方面具有强大的扩充能力。

本系统设计中采用模块积木式结构设计，预留设备扩展接口，如景观灯监控接口、城市亮化控制接口、调压节能、单灯控制接口、通信模块的扩展，实现多种通讯模式的转换、接口兼容各种通信模式，软件兼容各种通信协议等，充分保证了系统扩展能力和设计的合理性。

灯光监控系统还允许扩展其它监控设备，如城市排水控制系统、城市亮化控制、消防报警系统、视频监控系统等，通过挂接扩展服务软件可以实现与上述系统的无缝连接。

★具有安全性和保密性。

在系统设计中，既要考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离。

安全性和保密性是系统稳定工作的前提。

系统在控制中心设有不间断电源，保证控制中心的24小时供电，在路灯的每一个监控终端都设有备用电池，当那个路灯监控终端设备停电时，备用电池就会自动供电，保证路灯监控终端和控制中心的通讯，保证所有的原始数据和运行记录不丢失，保证整个系统能够7×24小时不间断长时间稳定可靠地运行。

保障监控中心和路灯监控终端之间的通信和数据传输的可靠性。

充分考虑各种不利因素，在系统设计中高度重视起这些问题，为城市路灯照明监控系统构筑起坚固的防护之墙。

★科学规范系统设计程序。

就系统设计所含专业种类，建立健全合理的工艺流程设计，规范各种设计环节，实现系统设计中的标准化、专业化、高科技化，综合考虑系统工程安装和造价等因素。

系统在推向实际应用前，各项技术指标必须通过各项测试并能及时反馈各项测试信息，不断完善系统设计，保证系统是性能稳定、安全可靠、技术领先的产品。

★强化环保意识，节能增效，实现资源合理配置。

在设计系统时，紧紧围绕环保主题，倡导绿色照明理念，控制成本投入，避免不必要的资金消耗，切实将科技技术实用性原则贯彻到系统设计中，实现城市照明监控系统的最优化设计。

<2）、系统主要技术指标

●系统内容：

1个监控中心、一套地理信息系统<可选）、一套数字照明监控系统、1套大屏幕显示系统<可选），N套景观灯照明监控点，。

●无线通信方式：

采用GPRS通信。

●数据采集精度：

优于1％。

●监控终端工作环境温度：

－40℃～+85℃。

●在不改变原有设计基础上进行系统扩展，如调压、防盗、温度、单灯以及分支控制等

●系统容量每个监控主站容量为：

1个主站，监控点大于9999个，可无限扩展。

<3）、照明控制方案

3.1）分组控制

系统可以根据不同灯型的控制要求，把全市的照明分成若干组，分别采用时控方案或时控和光控相结合的控制方案，自动遥控开/关全夜灯、半夜灯和景观灯；也可以手动对全夜灯、半夜灯和景观灯进行遥控开/关操作；在特殊情况下，可以实现白天亮灯。

3.2）采用时控和光控相结合的控制方案

目前，照明控制方案主要有时控法和光控法两种。

时控法的主要缺点是不考虑天气对光照度的影响，每天在固定的时间开/关灯；从而造成阴雨天光照度严重不足但没有开灯，或者晴朗天气虽然到了固定开灯时间但光照度仍然充足，浪费电力；关灯时间的固定不变，同样出现类似的不合理现象。

光控法的主要缺点是在光线不足的白天，或者夜晚有强光照射时都有可能发生误动作。

为了克服两者的不足，本系统采用时控和光控相结合的照明控制方案。

该方案基于模糊控制理念，以当地365天日出日落的时间作为基本条件，监控微机根据光照度的具体变化自动调整开关灯的时间，并向监控终端发送调整后的开/关灯命令。

为保障全市路灯安全运行，避免系统出错或其他强烈干扰下的非正常开关灯，系统需采用三重控制：

即受控状态、自控状态、原来的路灯控制器状态，再根据不同类型的路灯控制要求，可以把路灯和饰灯分别设置成不同的功能组，分别采用时控和光控相结合的控制方案。

3.3）景观灯采用分组定时控制方案

景观灯控制采用分组定时控制方案，即把不同地理位置和要求的景观灯分成若干组，对不同组采用不同的定时控制方案。

采用先进的全组态设计，通过中央控制室微机的设置程序，可任意设置一年中的开/关灯时间以及每周固定的开/关灯时间。

通过群控方式，可将景观灯进行分组，不同组采取不同的控制方案；也可通过选控方式，将相应的饰灯逐点控制，更增强了系统的灵活性。

<4）、系统主要功能

4.1）自动和手动遥控

系统可以根据不同类型的监控终端控制要求，把所有监控终端分成若干个组，分别采用时控方案或时控和光控相结合的控制方案，自动遥控开/关终端，也可以手动对各终端进行遥控开/关操作。

系统主要是通过开关灯时间实现控制功能，具有4路至8路开关控制输出能力，可根据需要扩展到12路或更多，能够根据不同类型的路灯控制要求，把全市路灯和装饰灯分成若干个组，采用时控方案或光控和时控相结合的控制方案，自动遥控开/关楼宇路灯、沿街装饰灯；系统存有不同类型的10种全年开关灯时刻表，可以为每路输出任意选择，实现全夜灯、半夜灯、广告灯、楼宇灯、路灯等各种不同灯型的控制，特殊的天气或节日时可以发送临时开关灯时间，也可以实现半夜灯清晨二次开灯等分时段开灯的设置，或者根据需要可以白天亮灯。

另一个遥控功能是，主站可以随时控制任意节点的任一接触器的吸合和断开，便于维修人员的检修，在终端现场用户也可手动对各种灯型进行遥控开/关操作。

4.2）自动巡测、手动巡测和选测

调度端能按设定的时间周期<可以根据开/关灯前后任意选取不同的周期）自动进行定时巡测，也可随时手动巡测和选测各监控终端的电压、电流、开关状态等数据。

调度端能按设定的时间周期<可以根据开/关灯前后任意选取不同的周期）自动进行巡测。

可以定时或随机地遥测全市各子站的工作状态。

检测的数据主要有电流、电压、接触器状态、有功功率、无功功率、功率因数、用电量等。

通过对这些数据的分析可以得到线路状态、亮灯率、故障原因等数据资料。

电气设备状态、故障位置均以动画的形式表现,街道图形保持原貌，便于操作人员进行定位。

同时，操作者也可随时手动巡测和选测各监控终端的运行情况。

4.3）报警处理

巡测数据异常报警：

当监控终端主动报警或调度端在巡测时发现有数据异常时，前置微机自动发出语音报警、自动存盘并在地图上显示相应的位置和故障类型，在电子地图以及大屏幕上显示相应位置，并可转移至相关人员的手机上。

监控设备防盗报警功能：

监控终端设备被非法操作时或是被偷盗时，系统应当立即自动发出语音报警、自动存盘并在地图上显示相应的位置和设备类型，在电子地图以及大屏幕上显示相应位置，并可转移至相关人员的手机上。

报警内容包括：

●白天亮灯

●晚上熄灯

●配电箱门开关非正常打开

●电压、电流越限

●供电线路停电

●接触器断路和粘接

●空气开关跳变

●支路出现故障

●通讯失败

●电缆被盗

4.4）自动计算亮灯率

系统根据检测的电流、电压、有功功率、功率因数的变化，通过线路阻抗变化可以自动计算各支路的亮灯率、子站总的亮灯率，为了保证亮灯率的统计，上述数据采集精度优于1%。

4.5）数据图形处理、查询打印

系统采集的现场运行参数并通过数据处理实现图形化和数据化，并能查询打印。

可以对各监控终端任意定时数据和年、月、日统计数据进行查询，显示的表格、曲线图、直方图均可打印；

可以对任意一天的实际开关灯时间、当时的照度和日出日落时间等记录进行查询，显示的表格，曲线图、直方图均可打印；

可以对历史故障进行查询和打印；

④可以自动统计故障<线路、光源、电器、事故）出现的概率分布以及选定时间段的亮灯时间和日累计开关灯时间及其相应图表；

⑤可以记录系统故障处理情况，包括事故发现及解除数据全记录，且故障发现到正常运行过程可重复模拟演示。

⑥可以显示累计故障处理结果及交接记录情况。

4.6）控制方案

根据不同类型的照明、景观灯控制要求，可以把照明、景观灯分别设置成不同的功能组，分别采用时控方案或时控和光控相结合的控制方案。

4.7）卫星自动校时系统（GPS>

运用全球卫星定位系统与计算机技术，实现对系统的准确校时，保证前置机和监控终端时钟的准确性与一致性。

路灯控制主要通过发送开关灯时间和系统时间实现，所以监控主站时间的准确对控制的可靠性至关重要，为了防止监控主站电脑时钟走错或人为误操作修改，有必要安装卫星校时装置。

卫星校时软件每秒钟采集一次卫星上的时钟数据，并将电脑时钟与之比较，如果不符则立即进行校正。

采用GPS卫星定位及校时系统，准确接收来自卫星下传的城市所在经纬度和格林威治时钟，输入到主控机处理，计算出城市所在经纬度的全年日落日出时间表，形成全年开关灯时间表，并对所有远程基站进行较时，保证系统开关灯的合理性和准确性。

运用全球GPS卫星定位模块，采集卫星标准时间发送到服务器，服务器校正系统时钟后，向局域网内其他计算机广播标准时钟信号。

实现对整个系统的准确校时，保证了前置机和局域网内所有微机时钟的准确与一致性。

采用VisualBasic和FlashMX开发的卫星校时系统，通过接收卫星时间使系统时间及节点站时间精确到秒级。

4.8）远程实时查询

通过电话网和因特网，实现微机的远程实时查询，查询内容包括各终端的最新以及历史数据和故障情况，实现异地远程接入访问。

按照各部门预设访问权限通过电话、宽带等网络进行远程实时查询，实现微机远程实时查询，查询内容包括各种终端的最新以及历史数据和故障情况，也实现异地远程接入访问但不得修改。

①WEB及Wap浏览查询系统

采用ASP与InterD