基于GPRS的路燈監(jiān)控系統(tǒng)的設計

1、文章編號：1009-0930-03-0013-03 基于GPRS的路燈監(jiān)控系統(tǒng)的設計江 暉福建南平農(nóng)業(yè)學校354200摘要：傳統(tǒng)的路燈控制和管理維護手段已經(jīng)不能適應現(xiàn)代化城市的發(fā)展速度，本文設計了基于GPRS的路燈監(jiān)控系統(tǒng)，即在使用GPRS無線通訊技術實現(xiàn)監(jiān)控中心與各個測控終端通信的基礎上，進一步通過各個測控終端控制相應的路燈，從而實現(xiàn)路燈的遠程監(jiān)控。實現(xiàn)路燈和夜景工程的無線監(jiān)控和自動化管理。關鍵詞：GPRS測控終端監(jiān)控中心一引言公共路燈是城市公共事業(yè)的一個重要組成部分。傳統(tǒng)的路燈控制系統(tǒng)常采用時控器或光電控器，讓路燈在規(guī)定的時間內(nèi)亮滅，無法做到與路燈管理室的通信，不便于遠程監(jiān)控和管理。隨著城

2、市建設的發(fā)展，道路照明和景觀照明的要求和數(shù)量不斷增加。各級政府和市民對道路照明和景觀照明提出更高的要求。GPRS技術在移動通信領域中的發(fā)展，為路燈監(jiān)控系統(tǒng)提供了一種新的數(shù)據(jù)傳輸方法。它以網(wǎng)絡覆蓋范圍廣，數(shù)據(jù)帶寬寬，適應性強等優(yōu)點，在路燈監(jiān)控系統(tǒng)中取得了廣泛的應用。二系統(tǒng)的總體設計方案針對設計的總體需求建立一個造價適中、穩(wěn)定可靠、對全市范圍具有監(jiān)測、控制到單燈，并具有隨城市發(fā)展而擴容方便的路燈監(jiān)控系統(tǒng)。本文設計了基于GPRS的路燈監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)的總體方案是在使用GPRS無線通訊技術實現(xiàn)監(jiān)控中心與各個測控終端通信的基礎上，進一步通過各個測控終端控制相應的路燈，從而實現(xiàn)路燈的遠程監(jiān)控?；贕PRS路

3、燈監(jiān)控系統(tǒng)主要由遠程測控終端、GPRS網(wǎng)絡、監(jiān)控中心和路燈組成。整個系統(tǒng)的結構框圖如圖1所示。圖1 基于GPRS的路燈監(jiān)控系統(tǒng)結構框圖其中，遠程測控終端安裝在各個街區(qū)的路燈燈柱內(nèi)，監(jiān)控中心設在路燈管理處?；贕PRS的路燈監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理：首先通過安裝在收稿日期：2009-08-01各個街區(qū)的路燈燈柱內(nèi)的測控終端對該站點路燈的電量參數(shù)(電壓、電流)進行實時采樣，并將采集到的數(shù)據(jù)進行分析、存儲和顯示，然后通過GPRS模塊來完成和監(jiān)控中心的通訊。GPRS模塊接入網(wǎng)絡后，它會根據(jù)預先設定在其內(nèi)部的IP地址來主動訪問Interent網(wǎng)絡，和監(jiān)控中心建立TCP/IP鏈路。監(jiān)控中心主站本身維護接入的每個

4、終端的IP地址和ID號，當主站要向某個測控終端提出數(shù)據(jù)請求時，它會根據(jù)IP地址和ID號來找到對應的終端，將命令下發(fā)到該終端，終端響應后通過GRPS 模塊把數(shù)據(jù)發(fā)到Interent網(wǎng)絡端口，通過端口影射轉發(fā)到監(jiān)控中心主站，即完成了一個應答式的通訊流程。三GPRS無線傳輸系統(tǒng)的設計傳輸系統(tǒng)承擔數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿眨饕撠熅W(wǎng)絡數(shù)據(jù)鏈路建立和數(shù)據(jù)收發(fā)的透明中轉，完成信息的上送與下發(fā)。GPRS是一種基于GSM的新型移動分組交換技術，具有永久在線、高速傳輸、流量計費、快捷登錄的優(yōu)點。通過對GPRS系統(tǒng)組網(wǎng)方式、GPRS通訊協(xié)議的選擇及GPRS通訊模式的選擇的分析和選擇，本文設計了以GPRS為基礎的無線傳輸系

5、統(tǒng)監(jiān)控中心以固定IP連接的方式接入Intemet網(wǎng)絡，通過GPRS網(wǎng)關GGSN接入GPRS網(wǎng)絡，以這樣的方式來組建遠程控制網(wǎng)絡。由于監(jiān)控中心的IP地址固定了，所以測控終端在進入GPRS網(wǎng)絡之后，就可以連接這個固定地址來與監(jiān)控中心建立無線的連接，從而組建遠程控制網(wǎng)絡，實現(xiàn)了監(jiān)控中心與各個測控終端的通訊。四遠程測控終端的設計本系統(tǒng)將測控終端設計成以單片機為主控芯片的集信號采集、控制命令以及通訊、顯示等功能為一體的測控和通訊系統(tǒng)。4.1遠程測控終端硬件的實現(xiàn)方案GPRS測控終端硬件結構采用主、從CPU的設計方法，這樣提高系統(tǒng)的可靠性和運行速度，主處理器采用菲利普公司的ARM7TDMI-S 處理器LP

6、C2106，主要負責通信協(xié)議的封裝，與GPRS通信的實現(xiàn)；從處理器采用菲利普公司的P87LPC760，主要負責對ARM7芯片和GPRS模塊的控制。在路燈控制系統(tǒng)中，監(jiān)控中心和測控終端的通訊是基于GPRS無線通信技術的，因此該通訊模塊將起到最關鍵性的作用。在本系統(tǒng)中GPRS模塊選用的是CELLON公司的CMS91-900/1800的GPRS無線模塊。GPRS測控終端硬件結構圖如圖2。圖2 GPRS測控終端硬件結構圖4.2測控終端軟件的設計測控終端軟件系統(tǒng)采用模塊化設計來完成整個系統(tǒng)的初始化、LCD顯示、模擬量的采集與處理、控制命令的執(zhí)行以及GPRS通信等。分別是：系統(tǒng)初始化模塊、人機接口模塊、模

7、擬量采集與處理模塊、命令執(zhí)行功能模塊以及GPRS通訊模塊。其中通訊模塊設計是整個終端軟件設計主要部分，軟件設計采用ARM公司的ADS集成開發(fā)環(huán)境，使用C語言進行編程，CMS91 模塊采用的是AT命令集，單片機LPC2106利用AT指令對CMS91模塊進行從初始化串行通訊模塊設計到與帶SIM 卡的GPRS終端的通訊流程設計，需要兼顧軟件的各個功能模塊，包括參數(shù)設置、自動接收數(shù)據(jù)、請求數(shù)據(jù)以及信號判斷等。五監(jiān)控中心的設計監(jiān)控中心是整個路燈監(jiān)控系統(tǒng)的操作、維護、處理、統(tǒng)計、分析和監(jiān)管的中心，肩負著與其它管理網(wǎng)絡互聯(lián)任務。全網(wǎng)絡化的設計使得任何一臺聯(lián)網(wǎng)的電腦都可以實現(xiàn)瀏覽（必須具有監(jiān)控中心賦予的操作權

8、限），并且可以方便地實現(xiàn)遠程聯(lián)網(wǎng)。5.1監(jiān)控中心硬件的設計根據(jù)路燈監(jiān)控系統(tǒng)總體方案的要求，可設一個監(jiān)控中心，N個測控終端的情況。監(jiān)控中心由一個數(shù)據(jù)庫服務器、前置監(jiān)控工作站、后臺監(jiān)控工作站、一臺打印機、HUB、門禁系統(tǒng)組成。監(jiān)控中心安裝大屏幕模擬屏，在模擬屏地圖上，可隨時看到所有分控點的運行狀況。5.2監(jiān)控中心軟件的設計監(jiān)控中心軟件采用客戶/服務器（C/S）結構設計，測控終端相當于客戶機，監(jiān)控中心相當于整個系統(tǒng)的服務器。本系統(tǒng)使用VB6.0開發(fā)工具，基于利用Socket套接字實現(xiàn)測控節(jié)點和監(jiān)控中心的通訊，并實現(xiàn)監(jiān)控中心的設計，達到實時監(jiān)控、接收、保存并顯示各測控終端的電量參數(shù)、報警信息等效果；同

9、時監(jiān)控中心向各測控終端發(fā)送各類控制命令及參數(shù)配置信息來實現(xiàn)遙控功能。六結語城市道路照明自動化控制和智能化管理作為城市現(xiàn)代化的標志之一，它所帶來的經(jīng)濟和社會效益是十分顯著的，它的推廣和實施也將是市政工程建設中的一項重要內(nèi)容。目前GPRS技術在工業(yè)遠程監(jiān)控中使用的越來越廣泛，特別適合采集分站較多，地域分布較廣同時實時性要求較高的場合?；贕PRS的路燈監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)不僅能有效提升市政的路燈綜合管理水平，而且對市政管理的其他項目也具有一定的指導作用。5. 西部工控網(wǎng).路燈遠程測控系統(tǒng).2007.3.13 6.廈門桑榮有限公司.GPRS電力系統(tǒng)遠程抄表系統(tǒng)解決方案.7.甘金明 鄧明建基于ARM7的路燈監(jiān)控通信終端的設計微計算機信息.微計算機信息，2008.11：139-141參考文獻：1. 陳鑫.路燈遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計與實現(xiàn): 碩士學位論文.廈門大學