淺談對路燈GPRS自動化監(jiān)控系統(tǒng)的認識

1、 1引言城市路燈管理的發(fā)展史,自手控、鐘控、程控,慢慢衍進為先進的GPRS 自動化監(jiān)控,筆者所在的珠海市香洲區(qū)路燈管理所,1996年即與上海市第五十研究所合作建設(shè)城市照明微機遠程控制系統(tǒng),當時在全國尚處于領(lǐng)先行列。時至今日,一些城市開始采用GPRS 自動化監(jiān)控系統(tǒng)對城市照明系統(tǒng)進行管理,充分利用已有的先進設(shè)備和進步科學(xué)技術(shù),在建設(shè)中又充分兼顧國家節(jié)能號召,對先進城市的建設(shè)和管理起了良好的作用,作為城市建設(shè)現(xiàn)代的有效組成部分,在國內(nèi)樹立了良好的標桿,應(yīng)成為現(xiàn)代化城市建設(shè)的必然趨勢。下面結(jié)合本人所熟知的微機遠程控制系統(tǒng)對路燈GPRS 自動化監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)表如下粗淺認識,期與同行對這一新型系統(tǒng)有更深的認

2、知。2路燈GPRS 自動化監(jiān)控系統(tǒng)概述GPRS 是GSM 移動電話用戶的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),是一種以全球手機系統(tǒng)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),和以往連續(xù)在頻道傳輸方式不同的是,它是以封包方式來傳輸,因此使用者所負擔的費用理論上較為便宜,這樣,就使這一先進技術(shù)與城市路燈管理有了結(jié)緣的現(xiàn)實性,路燈GPRS 自動化監(jiān)控系統(tǒng)就是利用這種分組無線數(shù)據(jù)服務(wù),在現(xiàn)有通信設(shè)備基礎(chǔ)上,只須增加相應(yīng)的路燈監(jiān)控功能實體,并對現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進行部分改造來實現(xiàn)城市路燈的遠程自動監(jiān)控。3路燈GPRS 自動化監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)特點和運行程序GPRS 路燈監(jiān)控系統(tǒng)主要是在線路終端配置了GSM /GPRS 傳輸模塊,根據(jù)實際情況的不同,GP

3、RS 模塊的安裝位置不同。方案一:是一個GSM /GPRS 通信模塊通過低壓電力線管理連接,在統(tǒng)一配電變壓器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)安裝監(jiān)控器,從而實現(xiàn)一個GSM /GPRS 通信模塊負責多個路燈或照明設(shè)備的監(jiān)控和管理數(shù)據(jù)的傳輸;方案二:是每個路燈都裝有一個監(jiān)控器和GSM /GPRS 模塊,可以做到監(jiān)控與管理每一個路燈。通過監(jiān)控器,系統(tǒng)能自動監(jiān)測到跳閘、斷路、電壓異常、供電故障、開關(guān)燈控制異常等突發(fā)事件,并通過GSM /GPRS 通信模塊及時將告警數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心,以供監(jiān)控中心值班人員及時了解情況,做出處理。對于路燈管理部門來說,基于無線DDN (GSM /GPRS 承載方式的路燈監(jiān)控系統(tǒng)只需在原有路燈線路上

4、增加GSM /GPRS 模塊(由GSM /GPRS 模塊將路燈的實時信息發(fā)送給監(jiān)控中心,并接受來自監(jiān)控中心發(fā)來的調(diào)度指令;并且在監(jiān)控中心增加GSM /GPRS 接口功能同時以專線方式將監(jiān)控中心與GSM /GPRS 核心網(wǎng)連接即可。4路燈GPRS 自動化監(jiān)控系統(tǒng)的主要構(gòu)件系統(tǒng)主要由主站和分站組成。主站主要由計算機組成,負責管理,控制整個系統(tǒng)的運行、監(jiān)視、記錄系統(tǒng)的運行狀態(tài)。分站(RTU 為每組路燈配電箱安裝一個分站控制器。由單片機組成,負責接收主站命令,執(zhí)行開關(guān)燈工作,采集系統(tǒng)運行數(shù)據(jù),向主站報告運行狀況。其組成鏈路如圖1所示。5路燈GPRS 自動化監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)功能遙控功能:可以根據(jù)需要,控制路

5、燈的開關(guān)。遙測功能:采集分站(RTU 的電壓、電流,計算開功率、關(guān)淺談對路燈GPRS 自動化監(jiān)控系統(tǒng)的認識Awareness on GPRS Automated Monitoring System of Streetlight肖完君(珠海市香洲區(qū)路燈管理所,廣東珠海519000Xiao Wan-jun (streetlight management department of Xiangzhou District of Zhuhai City,Guangdong Zhuhai 519000摘要:GPRS 路燈監(jiān)控技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一種技術(shù),較之以往的監(jiān)控技術(shù),具有經(jīng)濟性、靈活性、技術(shù)成熟、

6、建設(shè)周期短等特點。本文就GPRS 路燈監(jiān)控技術(shù)的設(shè)計思路做一些探討,供大家參考。關(guān)鍵詞:GPRS ;路燈監(jiān)控;通信;模塊中圖分類號:TP274文獻標識碼:B 文章編號:1003-0107(200905-0028-03Abstract:GPRS streetlight monitoring technology developed in recent years ,compared with the previous monitoring tech-nology,it has characteristics such as economy,flexibility,maturity of the

7、technology,short construction period and so on.This paper did some research on the design ideas of GPRS streetlight monitoring technology for your reference.Key w ords:GPRS;streetlight monitor;communication;module CLC num ber:TP274Docum ent code:BArticle ID :1003-0107(200905-0028-03產(chǎn)品設(shè)計roduct Design

8、P282009第5期測試測量技術(shù)功率、電量,及照明系統(tǒng)的亮燈率。遙信功能:分站開關(guān)狀態(tài)和控制箱門狀態(tài)。遙調(diào)功能:自動調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)的供電電壓。采用路燈智能控制終端智能調(diào)壓方式節(jié)能運行后,可保持每盞燈電壓相對穩(wěn)定。遙視功能:多畫面實時監(jiān)視分站(RTU 附近夜景照明圖像。統(tǒng)計功能:主站根據(jù)分站(RTU 數(shù)據(jù),統(tǒng)計各種運行數(shù)據(jù)。報警功能:過壓、過流報警,非正常開關(guān)燈報警,亮燈率低于額定值報警。分站(RTU 自動運行功能:在主站或通訊出現(xiàn)故障時自動按照預(yù)先設(shè)定的時間或上一日運行的時間自動運行,保證在任何情況下可靠地開關(guān)燈。6路燈GPRS 自動化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計要點6.1GPRS DTU (數(shù)據(jù)傳輸單元GPR

9、S DTU (數(shù)據(jù)傳輸單元是針對日益成熟的GPRS 技術(shù)而專門設(shè)計的,該DTU 支持標準的AT 命令界面,大大方便了程序設(shè)計,具有標準的RS232接口,可方便與路燈監(jiān)控器相連。GPRS DTU 目前在美國、法國、加拿大、臺灣均有生產(chǎn),國內(nèi)在這方面技術(shù)也已經(jīng)非常成熟。6.2監(jiān)控中心SC 組成及功能監(jiān)控中心SC 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(luò)互聯(lián)任務(wù)。全網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計使得任何一臺聯(lián)網(wǎng)的電腦都可以實現(xiàn)瀏覽(當然,必須具有監(jiān)控中心賦予的操作權(quán)限,并且可以方便地實現(xiàn)遠程聯(lián)網(wǎng)。監(jiān)控中心應(yīng)包含數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、前置監(jiān)控工作站、后臺監(jiān)控工作站、打印機、HUB 、門

10、禁系統(tǒng)等。監(jiān)控中心可安裝大屏幕模擬屏,在模擬屏地圖上,可隨時看到所有分控點的運行狀況。模擬屏可用大屏幕背投式投影機,顯示內(nèi)容為城市路燈分布電子地圖,并受監(jiān)控中心監(jiān)控電腦控制。6.3分控點功能實時采集被監(jiān)控設(shè)備運行參數(shù)和工作狀態(tài),收集故障告警信息,并送往監(jiān)控主機。實時接收和執(zhí)行來自監(jiān)控主機的監(jiān)測和控制命令。實時存貯各設(shè)備歷史數(shù)據(jù),并對專用設(shè)備進行管理。分控點具有后備電池,掉電后可持續(xù)工作一段時間,在此期間可將相關(guān)重要信息發(fā)送給監(jiān)控中心,以便監(jiān)控中心進行信息分析。一旦監(jiān)控中心發(fā)生故障,分控點可自行記錄運行數(shù)據(jù),自行按照預(yù)先設(shè)定的定時時間來控制設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。6.4路燈監(jiān)控器硬件設(shè)計路燈監(jiān)控器在硬件

11、電路設(shè)計上,根據(jù)其功能劃分,由六部分組成(見圖2。、時鐘存儲單元時鐘芯片選擇了高精度實時時鐘芯片。每組報警時間包括4個字節(jié),每個字節(jié)由2位BCD 碼組成,由高到低分別為年、月、日、時、分、秒。、電壓電流采集電壓及電流采集部分采用的模擬量測量模塊,可以采集多路電壓輸入信號,其輸出采用RS-485總線。采集各路的電壓及電流,通過通訊服務(wù)器的查詢命令發(fā)送給客戶端軟件,實現(xiàn)路燈工作參數(shù)的自動監(jiān)測,對電壓欠壓、電壓過壓、欠流、過流及時作出報警。、GPRS 模塊GPRS ?？焯峁㏑S-232接口與外界通信,透明傳輸模式,應(yīng)用十分方便。、控制執(zhí)行單元控制執(zhí)行部分采用三級管驅(qū)動繼電器,繼電器控制交流接觸器的辦

12、法。在三級管和CPU IO 口之間采用光耦隔離,防止繼電器吸合對系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾。7路燈GPRS 自動化監(jiān)控系統(tǒng)與其它路燈監(jiān)控系統(tǒng)的比較筆者在珠海市香洲區(qū)路燈所遠程微機監(jiān)控運行室工作多年,就本單位所采用的系統(tǒng)與GPRS 系統(tǒng)做一個簡單的比較,我認為兩者在工作原理、管理系統(tǒng)設(shè)計理念、程序及實現(xiàn)遠程自動管理的途徑和達到的目標而言,應(yīng)該是雷同的,但GPRS 系統(tǒng)采用的是相對先進的技術(shù),工作效率比傳統(tǒng)系統(tǒng)更高,且GPRS 系統(tǒng)投資更小、系統(tǒng)覆蓋率要高而且好、技術(shù)更成熟、建設(shè)周期要短,因此,相較之下,GPRS 監(jiān)控系統(tǒng)比其他路燈監(jiān)控系統(tǒng)減少了建設(shè)投資和運營費用,并為將來系統(tǒng)升級奠定了良好的基礎(chǔ),應(yīng)該說是目

13、前理想的城市照明監(jiān)控管理系統(tǒng) 。圖1GPRS 路燈監(jiān)控系統(tǒng)圖圖2路燈監(jiān)控器功能結(jié)構(gòu)圖29產(chǎn)品設(shè)計roduct DesignP上接25頁 圖4下位機系統(tǒng)軟件流程圖5結(jié)論本系統(tǒng)是在工業(yè)現(xiàn)場采用藍牙技術(shù)的一個嘗試,我們知道目前藍牙技術(shù)在無線個人通訊上應(yīng)用有著很好的市場前景,但工業(yè)領(lǐng)域上的應(yīng)用還很少,通過對本系統(tǒng)的測試,說明在工業(yè)系統(tǒng)上采用藍牙技術(shù)進行無線測試控制是可行的。設(shè)計了這套基于藍牙技術(shù)的無線測試系統(tǒng),完成了硬件電路和軟件程序的編制,通過對系統(tǒng)的調(diào)試實驗,與標準的信號電源量相對比,該系統(tǒng)能夠準確的采集到信號,該系統(tǒng)能夠滿足現(xiàn)場的測試要求。通過對本系統(tǒng)的實驗證明了采用VC+通過串行通訊接口進行藍

14、牙協(xié)議通訊、應(yīng)用PIC16C74單片機作為主機控制ROK101008藍牙模塊所構(gòu)成的系統(tǒng)能夠準確可靠的實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場的無線測試。采用這種體系結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)方式,能夠避免了有毒害生產(chǎn)物資與人的接觸,提高企業(yè)生產(chǎn)的效率和自動化管理水平。在一些特殊的領(lǐng)域有著重要的使用價值。參考文獻:1ROBS ON C,BOUSSELHAM A,BOHM C.An FPGA-based general-purpose data acquisition controller J.IEEE Transactions on Nuclear Science,2006,53(4:2092-2096.2徐國盛.基于虛擬儀器技術(shù)的拉伸

15、流變儀測量系統(tǒng)的研究J.儀表技術(shù)與傳感器,2008,(5:107-109.3Zhao Hong,Xiong Yanling,Zhang Jian.M easurement of power frequency AC current using FBG and GM MJ.Proceedings of 2005International Conference on Electrical Insulating M aterials (I-SEIM 2005,2005:741-743.基金項目:國家級星火計劃項目(2007EA740117綜上所述,路燈GPRS 自動化監(jiān)控系統(tǒng)作為目前國內(nèi)城市最先進的城市照明監(jiān)控系統(tǒng),隨著中國現(xiàn)代化建設(shè)的步伐與日俱進,城市建設(shè)標準越來越