巨川電氣--智能路燈無線控制系統(tǒng)  

一 城市路燈照明控制現(xiàn)狀

 隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展以及城市夜生活的豐富多彩，作為城市基礎(chǔ)設(shè)施和城市景觀之一的城市照明建設(shè)和管理，越來越引起各級部門的高度重視和社會各方面的廣泛關(guān)注，城市照明對保障夜間交通和治安、美化城市夜景起著積極的作用。

 做好一個城市的照明和亮化工程，除了前期構(gòu)建的漂亮的燈飾燈具外，后期的照明亮化開關(guān)控制和管理也是政府高度重視和值得關(guān)注的一項重要工程。合理、及時、準(zhǔn)確的控制開關(guān)燈，不僅是政府的需求，更是節(jié)約能源，使能源利用由傳統(tǒng)的粗放型向節(jié)約型過渡的主要舉措。為此，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳《關(guān)于推進城市照明工作三年上水平的通知》（冀建城〔2011〕223號）文件中，明確提出城市照明集中控制系統(tǒng)建設(shè)工作目標(biāo)：縣級要在2012年底前要全部建成城市照明集中監(jiān)控系統(tǒng)，實施集中管理、集中控制和分時控制模式，全面提升城市集中控制管理水平。

 目前，多數(shù)城市照明建設(shè)完以后，都沒有進行過技術(shù)改造，城市照明控制設(shè)備普遍存在以下缺陷：

1、沒有監(jiān)控中心即集中監(jiān)控系統(tǒng)，不能遠程遙控和監(jiān)控城區(qū)的路燈運行情況，路燈有什么情況只能去了現(xiàn)場才能發(fā)現(xiàn)，不能及時、準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)問題，從而加大了人力和財力支出。

2、耗能大，運行成本高。城市照明控制箱大部分沿用普通的控制方式，不具備遙控和實時監(jiān)控功能，由此即增加電能的消耗，又直接對照明燈具的使用壽命產(chǎn)生負(fù)面影響，加大了維護成本。

3、由于開關(guān)燈得不到可靠、準(zhǔn)確的控制，需要不斷的進行夜間巡視值班，報告路燈故障。

4、由于城市路燈得不到合理控制，使照明燈的使用壽命縮短，加大維修工作量和維修成本。

二 路燈遠程智能控制系統(tǒng)實施方案

 為貫徹落實省委、省政府《關(guān)于開展城鎮(zhèn)建設(shè)三年上水平工作實施意見》（冀辦發(fā)〔2010〕36號）和省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳《關(guān)于推進城鎮(zhèn)照明工作三年上水平的通知》（冀建城〔2011〕223號）文件中，明確提出的全勝照明集中控制系統(tǒng)建設(shè)工作目標(biāo)，我縣按方案建成城市照明自動化監(jiān)控管理系統(tǒng)。

 一套完善和先進的城市照明自動化監(jiān)控管理系統(tǒng)應(yīng)包括兩部分：前臺控制系統(tǒng)和后臺監(jiān)控中心。前臺監(jiān)控系統(tǒng)主要指控制終端，其執(zhí)行后臺監(jiān)控中心發(fā)出的各項指令并完成任務(wù)；后臺監(jiān)控中心指揮控制終端執(zhí)行各種任務(wù)。作為監(jiān)控中心不僅對全縣的城市照明起著遠程集中控制作用，更是作為一個形象工程，對上級領(lǐng)導(dǎo)及外來嘉賓起著演示作用。具體方案步驟如下：

（一）前臺控制即控制終端的安裝方案

 在####城區(qū)內(nèi)各主要道路沿線的####個路燈開關(guān)控制箱內(nèi)安裝城市照明監(jiān)控終端。

（二）后臺監(jiān)控中心建設(shè)方案

1、簡易控制中心：

對監(jiān)控室進行簡單裝修，可用大屏幕顯示系統(tǒng)，因本公司有全國的數(shù)據(jù)管理中心，有人24小時值班，所以可以不用服務(wù)器，只要一臺監(jiān)控主機能上互聯(lián)網(wǎng)就行。

2、標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)控中心

a、對監(jiān)控中心進行全面裝修，達到環(huán)保、低輻射、美觀大方、無煙無塵。

b、監(jiān)控中心增添硬件設(shè)備，包括服務(wù)器等辦公設(shè)備，有固定IP的2M以上光纖專網(wǎng)。

c、增置大屏幕系統(tǒng)，可采用當(dāng)前國內(nèi)最流行的DLP大屏幕，用以演示操作系統(tǒng)。

三 路燈遠程智能控制系統(tǒng)功能簡介

>電腦遠程遙控開關(guān)燈：相應(yīng)時間為10秒

>每500臺終端時間小于等于5分鐘；

>照明監(jiān)控終端的功耗小于10W；

>各控制輸出互相獨立，互不影響；

>各路開、關(guān)燈時間可受遠方控制調(diào)整并相互獨立；

>遙訊正確率大于99%；

>遙控正確率等于100%；

>遙控誤動率等于零；

>遙控柜動率等于0；

☆系統(tǒng)終端根據(jù)需要可以實現(xiàn)群控和組控；

☆終端的平均使用壽命十五年以上；

☆數(shù)傳速率：1200b/S;

☆數(shù)傳誤碼率：優(yōu)于1x10-5；

☆環(huán)境溫度-50攝氏度-+80攝氏度，濕度小于95%;

☆防護等級：等級IP55；

☆對路燈運行進行合理、可靠運行控制

☆對路燈全年開關(guān)控制電腦下達定時指令；

☆對路燈運行狀態(tài)進行全自動的監(jiān)控；

☆遙控功能：遙控全市各路段路燈的開關(guān)；

☆遙測功能：遙測各控制點的各項工作參數(shù)；

☆遙訊功能：運行狀態(tài)非常正常時可向控室；

☆數(shù)據(jù)處理和分析，對路燈運行情況作評價；

☆良好的人機界面和向領(lǐng)導(dǎo)和來訪者演示；

☆整個系統(tǒng)具有特殊的防雷擊和現(xiàn)場抗雷擊功能設(shè)計；

☆全天候設(shè)備在有點情況下，具有抗干擾和抗沖擊能力，保證監(jiān)測的可靠性和實時性。

☆ 監(jiān)控軟件手動校時系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)時間誤差，可手動校準(zhǔn)時間  

☆ 應(yīng)急開燈，關(guān)燈，出現(xiàn)突發(fā)天氣或狀況，可應(yīng)急手動開燈或關(guān)燈

☆ 開關(guān)狀態(tài)實時監(jiān)控

☆ 地圖監(jiān)控路燈開關(guān)狀態(tài)

☆ 可按照傳統(tǒng)設(shè)計兩個時間段開關(guān)燈，節(jié)約電能

☆ 終端支持手動操作，手動開關(guān)燈

二、項目背景

2.1 項目名稱

項目命名為《XX市路燈照明遠程集中控制系統(tǒng)》（以下簡稱系統(tǒng)）。2.2 項目背景

路燈遠程智能監(jiān)控控制系統(tǒng)，由先進的GPRS無線數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)、計算機信息管理及智能照明控制設(shè)備等組成的分布式無線遙測、遙控、遙信系統(tǒng)?？梢詫θ蟹秶鷥?nèi)的路燈、亮化照明等進行遙控開關(guān)燈、遙訊設(shè)備狀態(tài)以及遙測電流、電壓、用電功率。根據(jù)對所測數(shù)據(jù)的分析來判斷城市景觀燈運行有無故障及亮燈率的估算和計算,定時存儲和打印各有關(guān)數(shù)據(jù)。對系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊超時、狀態(tài)出錯、燈具故障等進行報警處理。

2.3 建設(shè)系統(tǒng)的意義

增強應(yīng)急能力：系統(tǒng)具有定時控制和人工控制等多種控制方式，能隨時調(diào)整燈光的開/關(guān)燈時間，實現(xiàn)轄區(qū)范圍內(nèi)的景觀燈開/關(guān)燈自動控制。在政府重要活動日或重大節(jié)假日能通過人工控制進行應(yīng)急調(diào)度。

提高城市形象：系統(tǒng)具有自動報警和巡測、選測功能，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，調(diào)度人員可以在數(shù)秒鐘內(nèi)及時了解故障的地點和狀態(tài)，并及時進行修復(fù)。

實現(xiàn)科學(xué)管理：系統(tǒng)能將采集到的數(shù)據(jù)自動進行存儲、統(tǒng)計，并能隨時進行查詢和打印，為管理現(xiàn)代化提供了基本數(shù)據(jù)依據(jù)。

節(jié)約電能：系統(tǒng)能提高開/關(guān)燈的可靠性和可檢查性，避免白天亮燈、晚上熄燈情況的出現(xiàn)。設(shè)備預(yù)置合理的開關(guān)燈時間方案，在滿足對城市照明的需求時，有效地減少了開燈時間，從而節(jié)約了大量的電能。

降低運營成本：通過減少開燈時間，能有效延長燈具的使用壽命，可有效降低運行成本，進一步提高了經(jīng)濟效益。

2.4 設(shè)計依據(jù)及參考資料

設(shè)計主要依據(jù)為：

系統(tǒng)的設(shè)計還參照如下技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)：

GB8566           計算機軟件開發(fā)規(guī)范

GB/T12504        計算機軟件質(zhì)量保證計劃規(guī)范

GBJ93-86         工業(yè)電氣自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范

GBJ232-82        電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范

GB11920-89       電站電器部分集中控制裝置通用技術(shù)條件

GB4720-84        低壓電器電控設(shè)備

JECC144          低壓開關(guān)和控制設(shè)備的外殼防護等級

ANS1488          可編程儀器的數(shù)字接口

三、 設(shè)計原則

3.1 可靠性

    照明控制終端帶有液晶顯示操作屏，具有斷網(wǎng)獨立運行功能，一旦網(wǎng)絡(luò)中斷，立即切換手動模式，管理員可通過操作屏手動進行操作。

3.2 先進性與合理性

    軟件及硬件構(gòu)成均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，整個系統(tǒng)應(yīng)是目前國內(nèi)最先進的，并在一段時期內(nèi)處于國內(nèi)較為先進的水平。同時，系統(tǒng)設(shè)計時以合理性為原則，不盲目追求先進性，從而造成的華而不實、浪費資金，降低可靠性。

3.3 可維修性

    系統(tǒng)的設(shè)備采用模塊化設(shè)計，并且各單元部件具有故障信息定位指示，便于設(shè)備維修。

3.4 可擴展性

    硬件采用模塊化設(shè)計，軟件采用組態(tài)化設(shè)計，使得系統(tǒng)擴展、升級均不必改變現(xiàn)有設(shè)備的狀態(tài)。

3.5安全性

組網(wǎng)設(shè)備可靠，組網(wǎng)方案可靠，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用可采用RAID5，用于數(shù)據(jù)備份防止數(shù)據(jù)丟失保證系統(tǒng)正常運行；軟件部分采用用戶權(quán)限分級管理、防火墻的方式防止意外攻擊；同時可根據(jù)燈光管理處需要采用備份路由。

四、系統(tǒng)架構(gòu)及主體功能

城市路燈、亮化照明設(shè)施是城市公用設(shè)施的重要組成部分，實施城市路燈、亮化照明全自動無線監(jiān)控是為了充分發(fā)揮城市路燈亮化照明的服務(wù)功能，提高城市路燈、亮化照明的美化效果，建設(shè)節(jié)約型社會而采取的有效措施。

城市路燈遠程智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)對城市路燈燈遙控、遙測、遙調(diào)功能。通過將自動化控制技術(shù)與計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線數(shù)傳技術(shù)、移動技術(shù)及全球衛(wèi)星定位技術(shù)相結(jié)合，達到對路燈景觀燈高效、可靠、全方位的管理，從而帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益。監(jiān)控系統(tǒng)已建設(shè)成為目前國際先進、國內(nèi)領(lǐng)先、功能齊全、高度可靠、經(jīng)濟實用的亮化照明監(jiān)控管理系統(tǒng)。

城市路燈遠程智能控制系統(tǒng)由一個主站與若干個子站組成兩級集散式控制系統(tǒng)，系統(tǒng)最大可以容納9999個監(jiān)控點，完全可以滿足城市亮化照明擴展的需要；根據(jù)實際需要子站也可作為監(jiān)控分站，下帶第三級子站，二級節(jié)點、三級節(jié)點可以任意組合，以實現(xiàn)群控組控。

城市路燈遠程智能控制系統(tǒng)主站由監(jiān)控軟件、大屏幕顯示系統(tǒng)、通訊服務(wù)器組成。

分站由照明控制終端、通訊終端組成。

系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

4.1  系統(tǒng)主體功能

該系統(tǒng)具有以下功能：

u    路燈遠程智能控制 系統(tǒng)實現(xiàn)“三遙”功能：遙控、遙測、遙信；可自動巡測、手動巡測和選測（8路繼電器狀態(tài)、電壓、電流、及各種數(shù)字狀態(tài)量等數(shù)據(jù)量的采集）。

u     采用時控法控制和人工遠程干預(yù)實現(xiàn)控制。可遠程設(shè)置多個時間段、取消定時操作，臨時打開、關(guān)閉照明終端。實時監(jiān)控狀態(tài)。

u     具有設(shè)備分組功能，可按路段或按區(qū)域?qū)υO(shè)備進行分組，從而實現(xiàn)分組控制。

健全的報警處理機制，報警內(nèi)容包括：白天亮燈、晚上熄燈、配電箱門開關(guān)不正常打開、電壓、電流越限、回路缺相、回路斷路和線路停電等故障；當(dāng)報警發(fā)生時，系統(tǒng)可及時地向指定手機用戶發(fā)送報警信息。

u     具有設(shè)備檔案管理功能，即能夠進行終端設(shè)備的添加、刪除、編輯和參數(shù)設(shè)置等，同時可以根據(jù)需要對設(shè)備進行分區(qū)管理，用戶界面上需要顯示相應(yīng)的設(shè)備信息結(jié)構(gòu)樹形圖

u     具有電子地理信息（GIS）管理功能，通過電子地圖界面可對終端設(shè)備進行添加、刪除、編輯、參數(shù)設(shè)置和開關(guān)燈操作；

l       具有設(shè)備組態(tài)功能，通過圖形化界面用戶可以直觀得獲得終端設(shè)備當(dāng)前運行狀態(tài)和參數(shù)

u     查詢打印功能。根據(jù)年、月、日統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行查詢，顯示的數(shù)據(jù)均可打??；

安全管理。采用多級操作口令和自動密碼保護；

u     具有歷史紀(jì)錄（用電量、負(fù)荷曲線、視頻記錄等）查詢統(tǒng)計功能；

支持多種組網(wǎng)及通訊方案選擇，可支持GPRS無線通信方式、以太網(wǎng)通信方式、光纖通信方式；4.2 監(jiān)控中心服務(wù)器、軟件

4.2 監(jiān)控中心服務(wù)器、軟件

系統(tǒng)采用局域網(wǎng)方式，將服務(wù)器、工控機、顯示系統(tǒng)組成一個網(wǎng)絡(luò)，并采用瀏覽器/服務(wù)器（B/S）與客戶機/服務(wù)器（C/S）相結(jié)合的組網(wǎng)方案，系統(tǒng)其它工作站可以隨時了解監(jiān)控系統(tǒng)的工作情況，通過接入路燈管理局局域網(wǎng)或互連網(wǎng)實現(xiàn)遠程查詢和訪問。

系統(tǒng)由前臺監(jiān)控工作站與后臺監(jiān)控工作站采用備份工作方式。一般情況下，前臺機作為監(jiān)控工作站承擔(dān)遙控、遙測、調(diào)度等工作；后臺工作站隨時可以切換成前臺工作站，平時能自動備份前臺機的數(shù)據(jù)。監(jiān)控工作站前置機能夠?qū)⑺袛?shù)據(jù)存儲在本地計算機上，并且自動將數(shù)據(jù)存儲到服務(wù)器上，具有RAID功能的服務(wù)器會把數(shù)據(jù)自動鏡像存儲到SCSI硬盤上，以保證即使一個硬盤損壞也能完整恢復(fù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，另一臺備用機始終監(jiān)聽前置機的工作狀態(tài)，并將前置機的監(jiān)控數(shù)據(jù)讀取到備用機上，當(dāng)檢測到前置機工作不正常時（如死機等），能自動切換為前置機接替前置機的監(jiān)控工作，并向值班人員自動發(fā)送報警信息，有了這種真正的雙機熱備份，和多達四處的數(shù)據(jù)冗余備份，保證了監(jiān)控系統(tǒng)運行的安全可靠，數(shù)據(jù)的萬無一失。

主要設(shè)備配置

      工控機：采用研華智能工業(yè)控制計算機

      服務(wù)器：采用一臺通訊服務(wù)器。

      選用不間斷電源(UPS)：用于保證在中央控制室停電后能夠維持正常工作。

      打印機：可將服務(wù)器中存儲蓄的數(shù)據(jù)進行打印。包括年、月、日統(tǒng)計數(shù)據(jù)、任意一天的實際開關(guān)燈時間、當(dāng)時的照度和日出日落時間等記錄、對歷史故障進行打印等數(shù)擾。

      自動校時系統(tǒng)：選用進口的自動接收系統(tǒng)，組成一個精準(zhǔn)的校時時鐘。

4.3 大屏幕顯示系統(tǒng)

     根據(jù)需求，采用大型LED屏幕顯示系統(tǒng)，色彩清晰、流暢、人性化，清晰度1080p，最佳觀看距離4-6米。

4.4路燈照明監(jiān)控終端

路燈照明監(jiān)控終端為濟南創(chuàng)控自動化科技公司所生產(chǎn)的CK-0808T型系列產(chǎn)品，采用Q/ANW002-2006企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該終端選用工業(yè)級芯片及電子元器件，允許在-40℃-+80℃的環(huán)境溫度下連續(xù)運行。該終端采用多模塊多微處理器協(xié)同工作方式，集中管理，分塊控制，提高了工作效率及功能擴展能力。其中微處理器選用美國ATMEL公司最新增強型微處理器芯片，速度更快，集成度更高，抗干擾性能更好，為監(jiān)控終端連續(xù)穩(wěn)定的運行提供了可靠的保證。設(shè)備設(shè)計、生產(chǎn)全過程進行ISO-9001質(zhì)量控制。每臺整機都進行120小時以上高溫加電老化，排除了器件早期失效現(xiàn)象，有效地保證了設(shè)備的出廠質(zhì)量?，F(xiàn)場開箱率達到100%，平均無故障時間達到15萬小時。

五、監(jiān)控軟件介紹

5.1中央控制室軟件功能

5.1.1自動和手動遙控

系統(tǒng)主要是通過開關(guān)燈時間實現(xiàn)控制功能，具有多路開關(guān)控制輸出能力， 能夠根據(jù)不同類型的亮化照明控制要求，把全市路燈和裝飾燈分成若干個組，采用時控方案和手動控制方案，自動遙控開/關(guān)樓宇路燈、沿街裝飾燈；系統(tǒng)可設(shè)置多大四個時間段，可以為每路輸出任意選擇，實現(xiàn)全夜燈、半夜燈、廣告燈、樓宇燈、路燈等各種不同燈型的控制，特殊的天氣或節(jié)日時可以發(fā)送臨時開關(guān)燈時間，或者根據(jù)需要可以白天亮燈。

另一個遙控功能是，主站可以隨時控制任意節(jié)點的任一接觸器的吸合和斷開，便于維修人員的檢修，在終端現(xiàn)場用戶也可手動對各種燈型進行遙控開/關(guān)操作。

5.1.2報警處理

當(dāng)監(jiān)控終端主動報警或調(diào)度端在遙測時發(fā)現(xiàn)有警時，調(diào)度端微機能自動用語音報出故障的有關(guān)參數(shù)，并能夠以短消息方式將故障轉(zhuǎn)移至指定的手機。報警內(nèi)容包括：白天亮燈、晚上熄燈、供電線路停電和偷盜等故障。

各個節(jié)點可以分析自身的故障狀況，并主動向監(jiān)控主站報警，也就是說，節(jié)點一旦發(fā)現(xiàn)自身的故障(停電、錯誤亮燈、滅燈等)立即向監(jiān)控主站發(fā)送報警信號，監(jiān)控主站微機自動用語音報出故障的有關(guān)參數(shù)，并能通過聲光和短信方式提示值班人員，保證了處理故障的實時性。系統(tǒng)能夠按不同類型故障設(shè)置不同報警級別，根據(jù)不同級別采用相應(yīng)的報警方式和報警時間等。

    當(dāng)監(jiān)控終端主動報警或調(diào)度端在遙測時發(fā)現(xiàn)有警報時，調(diào)度端微機自動用語音報出故障的有關(guān)參數(shù)，通過直接檢測或?qū)z測的數(shù)據(jù)進行分析后，可提供以下故障類型：

      白天亮燈

      夜晚滅燈

      配電箱門打開

      接觸器故障

      通訊失敗

5.1.3控制方案

為保障全市亮化照明安全運行，避免系統(tǒng)出錯或其他強烈干擾下的非正常開關(guān)燈，系統(tǒng)需采用三重控制：即受控狀態(tài)、自控狀態(tài)、原來的控制器狀態(tài)，再根據(jù)不同類型的亮化照明控制要求，可以把路燈和飾燈分別設(shè)置成不同的功能組，分別采用時控和手控相結(jié)合的控制方案。

5.1.4圖文顯示系統(tǒng)

 路燈、亮化照明地理信息系統(tǒng)將實現(xiàn)對各種路燈、亮化照明資料及相關(guān)市政設(shè)施資料與地圖信息相結(jié)合有機管理起來，各種設(shè)施分層管理并與亮化照明地理信息數(shù)據(jù)庫緊密結(jié)合起來，既可以通過路燈、亮化照明地理信息數(shù)據(jù)庫查詢地圖上的各種信息，也可以通過地圖查詢各種設(shè)施的屬性，并且對市政設(shè)施進行各種分析統(tǒng)計。

5.1.5  自動校時系統(tǒng)

路燈、亮化照明遠程智能控制主要通過發(fā)送開關(guān)燈時間和系統(tǒng)時間實現(xiàn)，所以監(jiān)控主站時間的準(zhǔn)確對控制的可靠性至關(guān)重要，為了防止監(jiān)控主站電腦時鐘走錯或人為誤操作修改，有必要安裝衛(wèi)星校時裝置。衛(wèi)星校時軟件每秒鐘采集一次衛(wèi)星上的時鐘數(shù)據(jù)，并將電腦時鐘與之比較，如果不符則立即進行校正。

采用自動校時系統(tǒng)，準(zhǔn)確接收來自衛(wèi)星下傳的城市所在經(jīng)緯度和格林威治時鐘，輸入到主控機處理，計算出城市所在經(jīng)緯度的全年日落日出時間表，形成全年開關(guān)燈時間表，并對所有遠程基站進行較時，保證系統(tǒng)開關(guān)燈的合理性和準(zhǔn)確性。

運用自動校時模塊，采集衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)時間發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器校正系統(tǒng)時鐘后，向局域網(wǎng)內(nèi)其他計算機廣播標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號。

實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的準(zhǔn)確校時，保證了前置機和局域網(wǎng)內(nèi)所有微機時鐘的準(zhǔn)確與一致性。

5.1.6遠程實時查詢

按照各部門預(yù)設(shè)訪問權(quán)限通過電話、寬帶等網(wǎng)絡(luò)進行遠程實時查詢，實現(xiàn)微機遠程實時查詢，查詢內(nèi)容包括各種終端的最新以及歷史數(shù)據(jù)和故障情況，也實現(xiàn)異地遠程接入訪問但不得修改。

5.1.7路燈照明監(jiān)控自動化系統(tǒng)軟件

監(jiān)控軟件是亮化照明集散控制系統(tǒng)對整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加以集中處理和對各節(jié)點監(jiān)控站統(tǒng)一發(fā)布命令的工具。本系統(tǒng)軟件是由我公司獨立自主開發(fā)的，采用了當(dāng)前最先進的開發(fā)平臺和最先進的技術(shù)，界面美觀友好，操作簡單直觀，軟件提供的信息量大。多媒體技術(shù)的應(yīng)用使數(shù)據(jù)顯示、報警、查詢更形象和具體。另外，我公司開發(fā)的GIS地理信息管理平臺、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、遠程控制維護系統(tǒng)、WEB網(wǎng)絡(luò)瀏覽查詢系統(tǒng)、WAP手機瀏覽查詢系統(tǒng)使本系統(tǒng)軟件保持國內(nèi)領(lǐng)先水平。

5.1.8操作系統(tǒng)與應(yīng)用平臺

城市照明監(jiān)控管理系統(tǒng)中主站部分的軟件是基于WINDOWS環(huán)境下開發(fā)的，本軟件開發(fā)、運行的操作系統(tǒng)均為Windows操作系統(tǒng)，包括（Windows98 、WindowsNT、Windows 2000、Windows XP、Windows 2003、Windows 2003 SERVER、Windows PROFESSIONAL COEM 中文版），支持Microsoft Access、Microsoft SQL SERVER 2005數(shù)據(jù)庫平臺。數(shù)據(jù)庫平臺為SQL SERVER 2005版，采用視窗化語言設(shè)計，支持B/S（瀏覽器/服務(wù)器）、與C/S（客戶機/服務(wù)器）相結(jié)合的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。、瑞星中小企業(yè)版 1系統(tǒng)中心+1服務(wù)器+10用戶，支持Internet遠程查詢和訪問，采用可視化語言設(shè)計，界面美觀友好。

監(jiān)控軟件開發(fā)工具是強大的Windows界面應(yīng)用程序開發(fā)工具Microsoft C#，使用強大的Object Windows library(對象封裝庫）,嵌入美國MapInfo公司的中間件產(chǎn)品MapX4.0地理信息開發(fā)工具完成的，采取面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法。數(shù)據(jù)庫采用穩(wěn)定的Microsoft Accesss和Microsoft SQL格式。

軟件編制所采用的工具在國內(nèi)乃至國際都是非常先進的，在此平臺開發(fā)出的軟件功能強大、界面友好，便于操作維護，還可以實現(xiàn)多任務(wù)運行。

六、路燈監(jiān)控終端

6.1 監(jiān)控終端組成

監(jiān)控終端包括主控模塊、開關(guān)量控制模塊、電源模塊、通訊模塊等。

1）主控模塊

由美國ATMEL公司最新大內(nèi)存增強型微處理器、高精度時鐘芯片、時鐘芯片后備充電電池、通訊接口芯片（包括與GPRS模塊通訊的RS232芯片、與數(shù)傳電臺模塊通訊的MODEM芯片、與各模塊間通訊的RS485芯片）、LCD或LED顯示屏、操作按鍵等組成。模塊設(shè)計小巧緊湊，接口齊全，方便與各模塊連接及功能擴展。

主控程序由C語言模塊化設(shè)計，修改及增加功能非常容易。由引導(dǎo)程序、人機界面操作程序、時鐘監(jiān)控程序、數(shù)據(jù)傳輸程序、報警程序、通訊程序等組成。

時鐘監(jiān)控程序時刻監(jiān)測時鐘芯片內(nèi)部的運行狀態(tài)，如果時鐘芯片內(nèi)日期、時間運行有偏差，程序能夠及時上報監(jiān)控中心，請求監(jiān)控中心下傳一個準(zhǔn)確的當(dāng)前日期及時間給時鐘芯片，保證監(jiān)控終端能夠準(zhǔn)確地運行。

數(shù)據(jù)傳輸程序定時采集各個模塊中的參數(shù)，存儲到內(nèi)部儲存器，等待監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)調(diào)用。

報警程序時刻監(jiān)視各個模塊的狀態(tài)，如有異常立即上報監(jiān)控中心，上報內(nèi)容包括停電、接觸器誤動作、門開等。

通訊程序兼容各種通訊方式，如無線專網(wǎng)、無線公網(wǎng)等。。在通訊報文中采用了報頭設(shè)置口令碼，報尾設(shè)置校驗碼，確保了通訊報文的正確傳輸。

程序內(nèi)設(shè)置多處看門狗監(jiān)測點，配合微處理器的看門狗觸發(fā)電路，防止程序受外界干擾造成跑飛死循環(huán)。

2）開關(guān)量控制模塊

由美國ATMEL公司最新增強型微處理器、通訊接口芯片RS485芯片、繼電器、光耦芯片、發(fā)光二極管等組成。

本模塊標(biāo)準(zhǔn)配置8路輸出（可擴展到12路），由繼電器控制輸出，輸出設(shè)計有保護電路。輸入開關(guān)量為8路，包括4路接觸器狀態(tài)返回量、1路門開報警和2路備用。開關(guān)量的輸入由光耦芯片隔離到微處理器，保護微處理器的正常工作。由多個發(fā)光二極管可觀察輸入輸出狀態(tài)，非常直觀的了解當(dāng)前的工作情況。

本模塊程序由引導(dǎo)程序、通訊程序、開關(guān)量輸出程序、開關(guān)量輸入檢測程序、時鐘程序等組成。

通訊程序接收主控模塊傳送過來的當(dāng)前的日期、時間、每一路的開關(guān)燈時間等參數(shù)，將其保存在內(nèi)部儲存器里，校準(zhǔn)微處理器軟時鐘。

開關(guān)量輸出程序調(diào)用內(nèi)存里的每一路的開關(guān)燈時間，與微處理器軟時鐘比較，控制每路繼電器的開啟。

開關(guān)量輸入檢測程序，在中斷中檢測分析開關(guān)量輸入狀態(tài)，保存到內(nèi)存，等待主控模塊調(diào)用。

時鐘程序為軟時鐘程序，時刻與主控模塊傳送過來的時鐘校準(zhǔn)。

程序內(nèi)設(shè)置多處看門狗監(jiān)測點，配合微處理器的看門狗觸發(fā)電路，防止程序受外界干擾造成跑飛死循環(huán)。

3）電源模塊

本電源模塊為線性電源，輸出四路電壓，分別供給各模塊及可充電電池。線路簡潔，電流余量大，最大可達10A/13.8V，選用大容量高質(zhì)量濾波電容，輸出電壓紋波小穩(wěn)定可靠，可提供源源不斷的動力。電源模塊設(shè)計有充電保護電路，時刻監(jiān)測充電電池的電壓電流狀態(tài)，最大的延長充電電池的使用壽命。

6.2 路燈監(jiān)控終端自動報警功能

當(dāng)告警時，在監(jiān)控主機屏幕上顯示閃動圖型和文字。

本終端支持自動報警功能，可實現(xiàn)以下報警：

 開關(guān)跳閘

 箱門開啟時自動報警；

當(dāng)白天亮燈或晚上熄燈時自動報警

正常時，終端由交流充電控制器供電，并同時給所配的電池充電，當(dāng)供電線路停電時，終端將自動采用后備電池供電，并同時告警

維護人員正常工作檢修時自動報警；

當(dāng)某支線路出現(xiàn)故障時自動報警

6.3 路燈監(jiān)控終端設(shè)計優(yōu)勢

6.3.1環(huán)境適應(yīng)性

節(jié)點站的監(jiān)控計算機以實時控制為主，不需要復(fù)雜的數(shù)據(jù)計算能力，要求穩(wěn)定可靠；故障率低、便于維護、容易更換。因此，在確?？刂啤⒉杉δ艿那疤嵯?，結(jié)構(gòu)越簡單越好。亮化照明節(jié)點站的功能雖簡單，但對監(jiān)控機的各方面要求較高。如在露天環(huán)境；溫、濕度變化大；直接接入市電，電網(wǎng)波動大；無人值守常年連續(xù)運行；采用無線通訊，等等條件下都需要保證高度的可靠性，所以設(shè)計時盡量提高集成度，選用低功耗元件，以保證系統(tǒng)的可靠性。

1)高溫

夏季比較熱，所以要考慮高溫、潮濕對元器件的影響。普通電子元器件耐溫高80℃,低溫0℃，工作溫度的來源主要是環(huán)境溫度和元器件本身發(fā)熱，其中元器件本身溫度是故障的主要原因，如果系統(tǒng)的功耗比較大就會造成電源穩(wěn)壓器件溫度升高，如果這時環(huán)境溫度也很高就容易造成穩(wěn)壓器件損壞，從而造成其它元器件的損壞；環(huán)境溫度過低也會造成系統(tǒng)不啟動。要解決這個問題可以從四個方面入手：

盡量選用工作溫度范圍寬的器件:如選用能工作在+80℃～ -40℃范圍內(nèi)的元器件

降低系統(tǒng)功耗:采用低功耗單片機及其它外圍芯片,提高系統(tǒng)集成化,將原來的三塊印刷板電路集成到一塊板上,從而大大降低了系統(tǒng)的功耗，消除了一大故障隱患

增加穩(wěn)壓電源容量：采用大容量的穩(wěn)壓器件,使電源的承受能力加強

提高系統(tǒng)的散熱性能：由于節(jié)點站亮化照明柜在日光直射下外皮溫度較高，因而將節(jié)點監(jiān)控機放在亮化照明節(jié)點亮化照明柜內(nèi)較好，可避開陽光的直射，降低監(jiān)控機小箱體的溫度，再加上散熱片，散熱孔等措施完全可以滿足要求

監(jiān)控終端產(chǎn)品在出廠前進行抗老化、耐高溫與耐低溫模擬運行（+80℃～40℃），模擬運行時間各120小時。

2)潮濕

由于節(jié)點監(jiān)控機是密封的，并處于亮化照明配電柜內(nèi)，且柜內(nèi)有一定溫度利于防潮，所以不會有問題。

3) 腐蝕

采用專用抗腐蝕材料，在線路上均勻噴涂三防漆一層，即可防止高溫和腐蝕對線路和元件的損壞。

6.3.2獨立運行

當(dāng)發(fā)生中控室微機或通信線路發(fā)生故障時，終端會根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序定時自行開/關(guān)燈，以確保亮化照明線路的正常運行。

6.3.3抗干擾能力

由于監(jiān)控終端一般均安裝在干擾較大的環(huán)境中，為了保證系統(tǒng)可靠工作，終端的軟硬件設(shè)計中采用了下列多種抗干擾措施。

對現(xiàn)場采集的模擬量和開關(guān)量信號在硬件上采用隔離和限幅等防強干擾措施。在軟件上采用數(shù)據(jù)濾波處理，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

對開關(guān)量輸出采用軟件連續(xù)循環(huán)輸出的處理方法，保證了輸出的可靠性。

對強干擾信號造成的運行出錯采用軟硬件自動恢復(fù)電路處理，保證在無人值守時也能可靠運行。

對采集到的高壓交流信號實行多重防電脈沖沖擊和防雷保護措施，已在實際應(yīng)用中獲得了極好的效果。

采用一體化鋼板機箱設(shè)計，防止電磁干擾、粉塵、小蟲和雨水等各種因素，保證終端長時間的可靠運行。

6.3.4終端保護

適應(yīng)工業(yè)環(huán)境運行條件，具有一套完整的、有效的防雷擊、防電涌、防電磁干擾、防塵、防潮、防爆、不間斷供電等措施。同時具有較高的內(nèi)部參數(shù)保護，保證終端運行的可靠性和穩(wěn)定性。

6.3.5監(jiān)控終端斷電運行

路燈監(jiān)控終端內(nèi)裝有不間斷電源，具有斷電運行功能，能在供電線路斷電時及時告警，使有關(guān)部門在第一時間獲知并搶修，同時具有防盜報警功能。在基本配置中，停電后能夠維持終端正常工作8小時。不間斷電源能防止過分充/放電，保證長期使用。

 七 、通訊系統(tǒng)

系統(tǒng)無線通訊方式主要有無線數(shù)傳電臺方式、通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS(General PaTZet Radio Service) 方式、非結(jié)構(gòu)化補充數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)USSD（Unstructured Supplementary Service Data）方式三種方式,三種通訊方式各有不同的特點和優(yōu)勢，可以根據(jù)城市的面積、地形和單位實際狀況自行選擇。

7.1 無線數(shù)傳電臺通訊   

無線數(shù)傳電臺通訊技術(shù)成熟，是利用230M市政無線專用頻率進行通訊，具有施工安裝迅速、實時性好、維護方便的優(yōu)點，需要在監(jiān)控主站架設(shè)天線塔，半徑距離可以達到30公里， 對于中小城市來說完全可以滿足實際應(yīng)用要求，同時我公司采取以下措施來改善通訊效果：

 子站監(jiān)控站：在通訊效果差的點架設(shè)不定高的天線支架，個別點可以采用高增益全向天線。

每個子站在軟件上都有通訊郵箱中繼功能，當(dāng)出現(xiàn)距離較遠或處于樓群中的子站通訊不暢的情況，可以利用其附近任何一個通訊效果相對好的點中轉(zhuǎn)，利用此功能可以有效改善個別點通訊差的問題，具有很好的實用價值。

7.2 GPRS、USSD通訊方式

GPRS、USSD通訊具有無通訊死點、實時性好、安裝迅速、維護方便的特點，另外GPRS、USSD通訊主站與每個子站單獨建立通訊通道，因此可以實現(xiàn)多點同時發(fā)送檢測控制命令，同時處理現(xiàn)場數(shù)據(jù)，大大縮減了系統(tǒng)對子站的循環(huán)檢測和控制時間。

技術(shù)特點

GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)(General PaTZet Radio Service）的簡稱。它是在目前GSM協(xié)議架構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加支持分組交換的協(xié)議而實現(xiàn)的基于分組的無線通信服務(wù)。GPRS是為移動數(shù)據(jù)通信專門設(shè)計的，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基于2代的GSM網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)的業(yè)務(wù)能力介于2代和未來的3代移動網(wǎng)絡(luò)之間，因此也稱為2.5代移動網(wǎng)絡(luò)。

GPRS網(wǎng)絡(luò)是在原有GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上增加一部分網(wǎng)元而實現(xiàn)的，它使用GSM網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的無線資源，包括頻率、基站以及無線信道。只是在無線網(wǎng)中增加分組處理單元(PCU)實現(xiàn)無線接口上的分組交換和動態(tài)分配信道，以適應(yīng)突發(fā)性數(shù)據(jù)通信的特點；在核心網(wǎng)中增加分組交換設(shè)備，包括服務(wù)GPRS支持節(jié)點(SGSN)和網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(GGSN), 實現(xiàn)對用戶的移動性管理和到分組網(wǎng)絡(luò)的包轉(zhuǎn)發(fā)。其中GSM網(wǎng)絡(luò)原有的，包括基站(BTS)、基站控制器(BSC)、交換機(MSC)以及歸屬位置寄存器(HLR), 還有GPRS新增的部分。這種結(jié)構(gòu)充分利用了GSM已有的巨大投資，極大的降低了基于分組的移動網(wǎng)的成本。

監(jiān)控系統(tǒng)利用中國移動GSM/GPRS核心網(wǎng)絡(luò)以及SDH傳輸網(wǎng)進行組網(wǎng)。首先利用移動SDH傳輸網(wǎng)實現(xiàn)城管局中心局域網(wǎng)與湖北移動GPRS核心網(wǎng)絡(luò)接入平臺的專線鏈接，并在專線中使用標(biāo)準(zhǔn)的Internet隧道協(xié)議如IPsec、L2TP、GRE網(wǎng)絡(luò)協(xié)議直接與長航局網(wǎng)絡(luò)的VPN Gateway連接，以保證傳輸上的安全性。專線帶寬暫時為2M（隨著業(yè)務(wù)提升，將來可以進行擴容）。在GPRS核心網(wǎng)絡(luò)上為用戶配置專有的APN接入號。在遠程終端的通信模塊上配置移動SIM卡（SIM卡只開啟數(shù)據(jù)傳輸功能），采用動態(tài)或者是靜態(tài)IP地址分配方式。遠程終端在配置和獲取專有APN號碼以及IP地址后，激活GPRS VPN鏈接，從而實現(xiàn)對監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)傳遞，達到遠程監(jiān)控的效果。

GPRS業(yè)務(wù)在無線接口上基于分組的信道分配和統(tǒng)計復(fù)用，采用基于流量計費方式，具有永遠在線特點。GPRS技術(shù)成熟，具有施工安裝迅速、實時性好、維護方便的優(yōu)點。GPRS構(gòu)建了移動數(shù)據(jù)信息傳輸平臺，非常適合在當(dāng)前燈控制系統(tǒng)的需要。

GPRS通訊模塊功能

TZ-8018 GPRS DTU技術(shù)指標(biāo)

支持通話或緊急呼叫

支持全速率，增強全速率和半速率

支持QCELP 13k音頻編解碼(CDMA部分)

支持回聲抑制和噪聲消除功能(選項)

支持雙音多頻(DTMF)

GPRS Class 2-1

碼方案：CS1 - CS4

符合SMG31bis技術(shù)規(guī)范

供電

電壓：+7.5~+26VDC(可定制+5VDC)

功耗：
最大工作電流：230mA@+12VDC

支持153kbps的包數(shù)據(jù)速率

支持Class 2.0 Group 3傳真

CDMA 2000擴頻機制

符合IS-95A、IS-95B CDMA空中接口標(biāo)準(zhǔn)

接口

天線接口：50Ω/SMA 陰頭

SIM/UIM卡：3V

串行數(shù)據(jù)接口

類型：    TTL/RS-232/RS-422/RS-485

數(shù)據(jù)速率： 300-115，200bits/s

接口端子：3.5mm可插拔接線端子（可接1.4~24AWG線纜）

配置接口：RS-232（需配H7071專用配置線纜）

 級聯(lián)接口

接口類型：MDTU總線
接口端子：Mini-USB

話音接口：耳機和麥克風(fēng)

告警輸出接口：電平輸出(3.5mm可插拔接線端子)

其他參數(shù)

尺寸：93x54x22 (不包括天線和安裝件)
重量：150g

工作環(huán)境溫度：-30~+70oC

儲存溫度：-40~+85oC

 相對濕度：95%(無凝結(jié))