GPRS/Zigbee無線路燈照明監(jiān)控系統(tǒng)

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市照明建設(shè)越來越注重于城市的形象，道路照明和景觀照明的要求和數(shù)量不斷增加，今后城市照明管理部門除了管理城市道路照明外，還將參與城市景觀燈的管理。因此各級(jí)政府和市民對(duì)城市的建設(shè)、道路照明和景觀照明提出更高的要求。希望實(shí)現(xiàn)城市照明管理的現(xiàn)代化，使城市管理水平達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

1.1 現(xiàn)行的控制方法

一 建設(shè)照明監(jiān)控系統(tǒng)的必要性

現(xiàn)在采用控制方法以分散時(shí)控方式為主，即在路燈配電箱中安裝定時(shí)器，按預(yù)定的時(shí)間自行開/關(guān)燈；而有些景觀燈開關(guān)通常是人工手動(dòng)控制方法。

1.2 現(xiàn)行控制方法的缺陷

現(xiàn)行的方法既不能及時(shí)調(diào)整開/關(guān)燈的時(shí)間，更無法及時(shí)反映照明設(shè)施的運(yùn)行情況，并且故障率高、維修困難。隨著城市的不斷發(fā)展，控制范圍越來越大，現(xiàn)行的控制方法無法及時(shí)反映照明設(shè)施的運(yùn)行情況，使得維修工作十分被動(dòng)。運(yùn)行過程中的故障只有等待巡視人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)才能發(fā)現(xiàn)，或者被動(dòng)地等待市民的電話反映，因此難以做到及時(shí)維修。

在遇到一些領(lǐng)導(dǎo)視察、國(guó)賓接待、舉辦大型活動(dòng)等特殊任務(wù)時(shí)，由于缺乏靈活的控制手段，必須臨時(shí)派出大量的人員到現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作照明開關(guān)箱或者臨時(shí)通知各景觀燈單位，因此在時(shí)間十分緊迫的情況下，無法滿足圓滿完成任務(wù)的要求。

二 路燈（燈光）監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成

路燈監(jiān)控系統(tǒng)由外部路燈控制終端（DAM3000模塊）、無線數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)（GPRS1090）、監(jiān)控中心組成。是集自動(dòng)控制技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)為一體的綜合性遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。其目的是通過路燈監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)路燈三遙監(jiān)控（遙測(cè)、遙控、遙信）、實(shí)現(xiàn)路燈運(yùn)行系統(tǒng)的可控性、減輕路燈維護(hù)勞動(dòng)強(qiáng)度、靈活半夜燈景觀燈的開關(guān)控制，提高路燈運(yùn)行系統(tǒng)的管理水平,以適應(yīng)城市現(xiàn)代化對(duì)路燈燈光系統(tǒng)的要求，更好的幫助路燈管理部門完成對(duì)社會(huì)的服務(wù)承諾

2.1 監(jiān)控對(duì)象

系統(tǒng)的具體監(jiān)控對(duì)象：照明系統(tǒng)控制箱內(nèi)的電壓、電流、有功功率、無功功率，可配接相應(yīng)互感器測(cè)量不同量程電壓、電流信號(hào)。電壓、電流采集精度為0.4%。繼電器開關(guān)量輸出，可以直接控制驅(qū)動(dòng)路燈控制柜中的接觸器開關(guān)，用于路燈、半夜燈、景觀燈、廣告燈控制， 具有開關(guān)量輸入通道，經(jīng)過設(shè)定可以作為接觸器反饋信號(hào)、門控開關(guān)等。

2.2 系統(tǒng)硬件

采集硬件DAM3000系列模塊和GPRS1090

2.2.1 DAM3000系列

DAM－3501/T

單相智能交流電量采集模塊

· 電壓量程：10V、250V、400V、500V等可選

· 電流量程：1A、5A、10A、20A等可選

· 精度：±0.2%

· 隔離電壓：3000 VDC

· 內(nèi)置看門狗

· 外置電流互感器

· 板載溫濕度傳感器（可選）

DAM－3018D

8路繼電器輸出模塊

· 繼電器輸出：8路A型繼電器

· 觸點(diǎn)容量：250VAC @ 1A；30VDC @ 2A

· 支持雙看門狗

· LED指示輸出狀態(tài)

DAM－3011D

8路隔離的數(shù)字量輸入模塊

· 輸入：6路差分，2路單端或8路差分

· 輸入高電平：4V～30V

· 輸入低電平：0～1V

· 隔離電壓：5000V

· 輸入通道可以作為100Hz計(jì)數(shù)器使用

· 內(nèi)置看門狗

· LED指示輸入狀態(tài)

2.2.2 GPRS1090

· 透明數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)議轉(zhuǎn)換：模塊內(nèi)嵌完整的TCP/IP協(xié)議棧，提供RS-232/485接口，為用戶的數(shù)據(jù)設(shè)備提供透明傳輸通道；

· 支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)；

· 支持多數(shù)據(jù)中心；

· 支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、中心對(duì)多點(diǎn)等數(shù)據(jù)傳輸；支持?jǐn)?shù)據(jù)中心動(dòng)態(tài)域名或IP地址訪問；

· 數(shù)據(jù)終端支持永遠(yuǎn)在線、空閑下線、空閑掉電三種工作方式；

· 支持短信和打電話喚醒功能；

· 支持?jǐn)嗑€自動(dòng)重連功能；

· 支持短信配置與維護(hù)；

· 支持本地和遠(yuǎn)程圖形界面配置與維護(hù)；

· 帶有電源、連接狀態(tài)、運(yùn)行情況指示燈；

· 帶有RS-232 / 485接口；

· 支持本地和遠(yuǎn)程固件升級(jí)；

· 多重軟硬件可靠設(shè)計(jì)，看門狗技術(shù)使設(shè)備安全運(yùn)行；

· 直流5V～26V寬范圍供電（推薦9V～12V ）；

· 工作電流最大300mA、休眠時(shí)≤10mA ；

· 工作溫度：－30°C ～ +70°C；

· 工作濕度：90％

2.3 系統(tǒng)軟件

監(jiān)控中心軟件基于互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，支持遠(yuǎn)程訪問，建立路燈控制數(shù)據(jù)庫(kù)，自動(dòng)記錄各段路燈的啟/閉時(shí)間、電壓、電流、亮燈率、累計(jì)電量、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)，方便查詢。提供任意組合、任意時(shí)間段的查詢界面，提高路燈監(jiān)控的管理水平。完善的報(bào)表查詢、打印管理、監(jiān)控軟件規(guī)劃，界面友好，操作簡(jiǎn)便，簡(jiǎn)單易學(xué)。

三 結(jié)論

采用城市照明自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)以后，全市范圍的全夜燈、半夜燈和景觀燈的開/關(guān)均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。同時(shí)，由于照明自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)具有自動(dòng)報(bào)警和巡測(cè)、選測(cè)功能，調(diào)度人員可以在故障發(fā)生后的數(shù)秒鐘內(nèi)及時(shí)了解故障的地點(diǎn)和狀態(tài)，為及時(shí)進(jìn)行修復(fù)提供了有力的保障。路燈維護(hù)及時(shí)，無線照明監(jiān)控系統(tǒng)能提高開/關(guān)燈的可靠性和可檢查性，避免白天亮燈情況的出現(xiàn)；同時(shí)，系統(tǒng)采用光控和時(shí)控相結(jié)合的控制方案，在預(yù)置的時(shí)間區(qū)段內(nèi)根據(jù)光照度決定路燈的開或關(guān)，既能在陰雨天自動(dòng)延長(zhǎng)照明時(shí)間，又能在晴好天氣自動(dòng)縮短照明時(shí)間；這些措施既可滿足市民對(duì)道路照明的需求，又避免了路燈的無謂開啟，減少了開燈時(shí)間,從而節(jié)約了大量的電能。