城市路燈自動化監(jiān)控管理系統(tǒng)設計

宋春曉

（濟南市路燈管理處 山東濟南 250000）

1 系統(tǒng)工作原理

系統(tǒng)的總體設計目標是建立基于地理信息系統(tǒng)、借助無線通信和電力線載波通信技術，研制適合路燈控制的終端控制器，形成集中管理分散控制的管控一體化系統(tǒng)。系統(tǒng)主要功能有：按照日落日出時間曲線自動設定開關燈時間；在中央控制室能實現(xiàn)群組操作、單燈控制；自動巡檢各個終端的工作狀態(tài)；自動記錄故障信息并報警。

整個監(jiān)控管理系統(tǒng)由中央控制室、路段控制器和單燈控制器組成。中央控制室主要由工控機、自動化監(jiān)控軟件、數(shù)傳電臺及其它外圍設備組成，負責對路段控制器和單燈控制器的控制及接收到的數(shù)據(jù)進行處理，顯示系統(tǒng)整體及局部工作情況。路段控制器接受中央控制室的巡檢指令，向上匯報本路段各路燈的工作狀況，向下傳輸中央控制室的控制指令，根據(jù)不同時段對本段路燈做出不同的控制。

中央控制室通過無線數(shù)傳電臺將控制指令發(fā)給路段控制器；路段控制器通過數(shù)傳電臺接收到中央控制室的控制命令進行解碼，轉(zhuǎn)換成具體的各個控制動作經(jīng)過SSCP300電力線載波通信模塊發(fā)送到電力線上；單燈控制器用SSCP300電力線載波通信模塊接收路段控制器的控制命令，通過地址判斷是否為對自身的控制指令，如是則按照控制指令動作實現(xiàn)開關燈等操作；若監(jiān)控中心需要路燈的工作狀況信息，則單燈控制器采集自身的電壓電流等信息，經(jīng)過SSCP300電力線載波通信模塊返回給路段控制器，路段控制器再經(jīng)過數(shù)傳電臺將信息上傳給中央控制室。在中央控制室內(nèi)，通過自動化監(jiān)控軟件和電力地圖，即可查看任意路燈的工作狀況和故障信息，可實現(xiàn)路段或單燈控制；路段控制器中有時鐘芯片，根據(jù)日出日落曲線即可自行控制本路段的路燈開閉，有效地節(jié)省了大量人力物力財力，加強了路燈的管理和維護。

2 路燈遠程系統(tǒng)的設計

2.1 路燈監(jiān)控系統(tǒng)的組成

基于GPRS-Internet的城市路燈遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要由兩個部分組成，即監(jiān)控中心的主控計算機和道路兩旁路燈現(xiàn)場的多臺遠程監(jiān)控終端，他們之間通過GPRS-Internet連接。監(jiān)控中心主控計算機通過與Internet連接，可以采集到路燈的實時運行參數(shù)，并且對路燈進行遠程監(jiān)測、控制和管理。遠程監(jiān)控終端，即安裝于路燈終端的設備，要求位于移動通信覆蓋的區(qū)域范圍內(nèi)。遠程監(jiān)控終端接收執(zhí)行來自監(jiān)控中心的各個命令，如開關路燈命令、設置路燈開關時間、校對時鐘命令等，該系統(tǒng)通過傳感器能夠自動檢測出終端路燈設備的異常事故，并及時將信息上傳給主控中心計算機。

2.2 控制中心

控制中心是本系統(tǒng)的管理核心，通過控制中心實現(xiàn)對路燈終端的控制。控制中心的規(guī)模可大可小，既可以使用一臺計算機，也可以使用大型網(wǎng)絡計算機群組。控制中心一般由主控機、顯示設備、通信單元、供電設備和計算機網(wǎng)絡等組成。

2.3 通信網(wǎng)絡

通信網(wǎng)絡主要負責信息的上傳和下達任務：①將控制中心的指令傳送給路燈終端；②將路燈的運行狀況傳送給控制中心。目前比較常用的通信技術有，有線通信、無線通信、電力載波等，該系統(tǒng)中選取GPRS通信方式，它具有隨時隨地實現(xiàn)比較高速的數(shù)據(jù)傳輸，不受時間地點的限制等優(yōu)點。

2.4 遠程監(jiān)控終端

遠程監(jiān)控終端是本系統(tǒng)的外圍部分，主要負責接受監(jiān)控中心的各個指令并根據(jù)指令進行相應的操作。監(jiān)控終端由MCU，GPRS通信模塊和光敏傳感器等部分組成，各部分實現(xiàn)不同功能。

2.5 遠程監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能

路燈監(jiān)控系統(tǒng)遠程監(jiān)控終端的基本功能主要包括通信、控制和事故預警。通信：與控制中心交換數(shù)據(jù)，接收并執(zhí)行控制中心的命令，更改遠程監(jiān)控終端設置，上傳光敏傳感器采集到的光亮強度信息。控制：響應遙控命令，控制路燈開關。事故判斷與報警：對采集到的光亮度進行檢查，結(jié)合當前開關狀態(tài)和運行時間段，判斷運行狀態(tài)正常與否。如果發(fā)生異常或發(fā)生事故，遠程監(jiān)控終端立即報警。

2.6 遠程監(jiān)控系統(tǒng)基本原理

該系統(tǒng)主要包括單片機，GPRS模塊，上位機程序三部分。系統(tǒng)運行的基本原理為：①控制方面：到達指定時間，單片機控制打開GPRS模塊，并且通過GPRS模塊發(fā)送IP地址到上位機程序，上位機程序接收到GPRS模塊此時的IP地址后，實行控制單片機的功能，發(fā)送指定的指令到GPRS模塊，通過GPRS模塊控制單片機輸出高低電平，從而控制路燈開關；②監(jiān)測方面：路燈罩內(nèi)裝置光敏傳感器，為光敏傳感器設置一個閾值，在開路燈的時段，若光敏傳感器的值低于閾值，說明該路燈沒有打開，傳感器將信號通過GPRS傳送到上位機程序，監(jiān)控中心便可及時了解路燈運行狀況。

3 結(jié)語

遠程路燈監(jiān)控系統(tǒng)是應用計算機智能信息處理、GPRS通信等技術組成的分布式無線遙信、遙測、遙控系統(tǒng)。以GPRS-Internet無線網(wǎng)絡技術可以實現(xiàn)無線遠程控制，使控制和測試更加方便和快捷，城市路燈遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研制對今后開展其他類似工作具有重要的借鑒和指導意義。