GPRS路燈監(jiān)控

我們可選取GPRS 作為系統(tǒng)的通信方式，目前，我國大部分城市將陸續(xù)開通GPRS 業(yè)務(wù)，這是今后路燈監(jiān)控系統(tǒng)所采用的主流傳輸資源，是路燈監(jiān)控系統(tǒng)通信方式的必然趨勢。

以往，路燈巡查對于市政部門來講是一項(xiàng)需要耗費(fèi)大量人力的工作，現(xiàn)在GPRS網(wǎng)絡(luò)在這一領(lǐng)域的應(yīng)用使巡查工作實(shí)現(xiàn)了自動化。廈門四信通信科技有限公司專項(xiàng)開發(fā)的夜景照明監(jiān)控管理系統(tǒng)，采用先進(jìn)的GPRS網(wǎng)絡(luò)，集計(jì)算機(jī)、通信、機(jī)電、自動控制等多種先進(jìn)技術(shù)于一體，成功實(shí)現(xiàn)了對夜景照明系統(tǒng)和路燈的實(shí)時監(jiān)控和管理，確保高效穩(wěn)定，全天候運(yùn)行。

與其它城市的夜景照明系統(tǒng)相比，它的優(yōu)勢很明顯。該方案采用的中國移動GPRS網(wǎng)絡(luò)，是向第三代移動通信發(fā)展的主流技術(shù)和必由之路。具有永遠(yuǎn)在線、快速登錄、高速傳輸、按量收費(fèi)和自由切換等優(yōu)點(diǎn)，克服了有線通信、無線集群、CDMA等通信方式所存在的建設(shè)周期長、投資規(guī)模大、網(wǎng)絡(luò)覆蓋差、技術(shù)不成熟、終端支持少等缺點(diǎn)，提高了系統(tǒng)的科技含量，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，大大減少了系統(tǒng)的建設(shè)投資和運(yùn)營費(fèi)用，并為將來系統(tǒng)升級打下良好的基礎(chǔ)，是目前最為理想的夜景照明監(jiān)控管理系統(tǒng)。

無論從功能還是從可靠性來說，沒有一個無線網(wǎng)可以與移動通信網(wǎng)相比擬，總體來說，有以下優(yōu)點(diǎn)：

一、覆蓋地域廣，目前移動通信網(wǎng)在全國的覆蓋率95%以上，非邊遠(yuǎn)地區(qū)覆蓋率幾乎100%。GPRS 用戶可隨意分布和移動自己的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)，無須擔(dān)心線路的維護(hù)或有線在移機(jī)時導(dǎo)致的通訊中斷。建設(shè)新的監(jiān)控點(diǎn)無需進(jìn)行拉線，埋線等工作。較光纖，或?qū)＞€系統(tǒng)投資較少，設(shè)備安裝方便。通信距離遠(yuǎn)，在任何場合都可以設(shè)中心站。覆蓋較好，比較很多無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，CDPD，CDMA）而言，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋是最好的。

二、GPRS 網(wǎng)絡(luò)接入速度快，提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無縫連接。由于GPRS 網(wǎng)本身就是一個分組型數(shù)據(jù)網(wǎng), 支持TCP/IP、X.25 協(xié)議，因此無需經(jīng)過PSTN 等網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接，直接與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)（IP 網(wǎng)或X.25 網(wǎng)）互通，接入速度僅幾秒鐘，快于電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。采用TCP/IP 協(xié)議，較以前的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（集群，雙向傳呼，GSM短信息）而言，網(wǎng)絡(luò)接入更加直接方便。

三、網(wǎng)絡(luò)可靠性高。首先網(wǎng)絡(luò)有較大的冗余設(shè)備及信道；其次設(shè)備復(fù)用；再次，一旦基站在特殊情況下?lián)p壞，移動公司搶修非常及時。

四、穩(wěn)定性好，一方面抗自然干擾的能力強(qiáng)；另一方面頻段專用，不會受到人為干擾。GPRS 能最好地支持頻繁的、少量突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。通信質(zhì)量穩(wěn)定可靠，永不掉線。

五、GPRS資費(fèi)便宜，計(jì)費(fèi)合理。GPRS 資費(fèi)包月比有線電話網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)還便宜。路燈監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)沒有大數(shù)據(jù)量的信息傳輸，不必要采用資費(fèi)很高的專線（DDN、幀中繼）。GPRS還可根據(jù)通信的數(shù)據(jù)量和提供的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行計(jì)費(fèi)。在GPRS網(wǎng)中，用戶只需與網(wǎng)絡(luò)建立一次連接，就可長時間的保持這種連接，并只在傳輸數(shù)據(jù)時才占用信道并被計(jì)費(fèi)，保持時不占用信道不計(jì)費(fèi)。這樣，營業(yè)點(diǎn)即不用頻繁建立連接，也不必支付傳輸間隙時的費(fèi)用。GPRS是移動通信網(wǎng)中的一種新技術(shù)，完成了無線Internet接入，這種技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸時，將數(shù)據(jù)進(jìn)行

分組（TCP/IP）傳送，并提供透明通道。網(wǎng)絡(luò)容量僅在需要時才分配，一旦分組完成發(fā)送任務(wù)，信道容量立即釋放，所以提供了即時連接和高效傳輸，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時在線的功能。因此，它是一種經(jīng)濟(jì)高效的分組數(shù)據(jù)技術(shù)。組網(wǎng)方面主站和從站設(shè)備均可使用動態(tài)IP和固定IP兩種工作方式，當(dāng)組成小規(guī)模監(jiān)測網(wǎng)時，主站和從站均采用動態(tài)IP方式，用動態(tài)域名解析使用公網(wǎng)，可節(jié)省費(fèi)用（不用專門租用DDN等專線）；組成大網(wǎng)時，主機(jī)可采用固定IP，并用專網(wǎng)，以提高系統(tǒng)的效率，但在條件不具備時仍可使用動態(tài)IP和公網(wǎng)，此時效率僅比固定IP低0.2%。

技術(shù)方案概述

.1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

.1.1.1 說明

我們的設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)如下：

（1） 網(wǎng)絡(luò)版軟件設(shè)計(jì)，可以方便地在任何聯(lián)網(wǎng)的一臺電腦上進(jìn)行操作，非常易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)。可以利用電話線在外地?fù)芡ūO(jiān)控中心，瀏覽監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)信息。

（2） 為保證在公共網(wǎng)絡(luò)上系統(tǒng)能夠安全的運(yùn)行，監(jiān)控中心采用了多級操作口令，監(jiān)控中心和分控點(diǎn)之間采用了自動動態(tài)密碼保護(hù)，白天開燈時監(jiān)控中心對分控點(diǎn)發(fā)雙重命令才能執(zhí)行控制命令，保證對分控點(diǎn)遙控操作的絕對安全性。

（3） 完全自行開發(fā)研制的高度智能化數(shù)據(jù)采集器，擁有自主的知識產(chǎn)權(quán)，并且在電信系統(tǒng)已全面普及應(yīng)用，我們可以根據(jù)用戶的需要自由更改設(shè)計(jì)而不會受到非自行設(shè)計(jì)產(chǎn)品帶來的約束。

（4） 分控點(diǎn)可以自行獨(dú)立控制路燈設(shè)備并記錄歷史數(shù)據(jù)，即使監(jiān)控中心發(fā)生故障，也不會影響正常開關(guān)燈。

（5） 智能型電量變送設(shè)備，可精確計(jì)算電壓、電流等真有效值，可測量復(fù)雜波形的功率因數(shù)等參量。

（6） 除利用ADSL 專線（主路由）工作外，同時支持備份路由工作（建議提供一條撥號線路或電話專線），這樣即使主路由發(fā)生故障，備份路由可自動接替工作，保證了對監(jiān)控系統(tǒng)的不間斷工作。

（7） 除了主傳輸資源外，我們還可以提供備用傳輸資源，一旦主傳輸資源產(chǎn)生故障，備用傳輸資源可以立刻接替工作，保證監(jiān)控系統(tǒng)不間斷工作。

（8） 監(jiān)控中心和分控點(diǎn)全部采用不間斷供電設(shè)計(jì)。

（9） 在分控點(diǎn)上，為了防止MODEM 脫網(wǎng)，增加了WATCH DOG（看門狗）功能，當(dāng)MODEM 發(fā)生脫網(wǎng)時可自動使其復(fù)位連上網(wǎng)絡(luò)。WATCH DOG 可以有效地防止他人誤連和MODEM 脫網(wǎng)現(xiàn)象。

（10） 支持遠(yuǎn)程語音查詢、遠(yuǎn)程語音告警和手機(jī)短消息告警，短消息可以以英文或中文方式顯示在維護(hù)人的手機(jī)上。

.1.1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)及參考資料

設(shè)計(jì)主要依據(jù)為：

北京市路燈管理處《關(guān)于路燈監(jiān)控系統(tǒng)的幾點(diǎn)說明》

深圳市路燈管理處《深圳市路燈集中監(jiān)控系統(tǒng)招標(biāo)需求》

哈爾濱市路燈管理處《路燈監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求》《電信傳輸手冊》

信息產(chǎn)業(yè)部電信總局《郵電局房動力設(shè)備及環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)》

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

GB8566 計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)規(guī)范

GB/T12504 計(jì)算機(jī)軟件質(zhì)量保證計(jì)劃規(guī)范

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

GBJ232-82 電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)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(hù)等級

ANS1488 可編程儀器的數(shù)字接口

.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

本著以可靠性、實(shí)用性為前提，兼顧先進(jìn)性的原則制訂本系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

1) 先進(jìn)性：整個系統(tǒng)在五年內(nèi)保持先進(jìn)，系統(tǒng)所采用的設(shè)備與技術(shù)能適應(yīng)以后發(fā)展。

2) 可擴(kuò)展性：能夠適應(yīng)不斷增加的業(yè)務(wù)需求，當(dāng)增設(shè)新的分控點(diǎn)時，只需簡單地增加少量部件。

3) 開放性：整個網(wǎng)絡(luò)是一個開放系統(tǒng)，能容入不同廠商的產(chǎn)品，而不是由個別供應(yīng)商提供的系統(tǒng)。

4) 靈活性：系統(tǒng)組網(wǎng)方式靈活，系統(tǒng)功能配置靈活，利用現(xiàn)有資源靈活，將各類型資源的利用，都溶入組網(wǎng)方案之中。能滿足不同分控點(diǎn)的業(yè)務(wù)需要，軟件功能全面，配置方便；

5) 可靠性：組網(wǎng)設(shè)備可靠，組網(wǎng)方案可靠，可根據(jù)路燈管理處需要采用備份路由。

6) 可操作性和可維護(hù)性：系統(tǒng)操作簡單易學(xué)，操作人員可快速掌握使用方法。監(jiān)控器本身和現(xiàn)場設(shè)備之間具有明晰的接口，出現(xiàn)問題時可迅速找出故障原因，便于使用維護(hù)。

7) 實(shí)用性：從用戶角度出發(fā)，系統(tǒng)能使路燈控制箱少人值守或無人值守成為可能。充分利用現(xiàn)有資源，盡量降低選購設(shè)備成本，使系統(tǒng)具有較高的性能價格比。

8) 實(shí)時性：系統(tǒng)具有很快的響應(yīng)性能。

.1.3 路燈監(jiān)控系統(tǒng)概述及設(shè)計(jì)考慮

1. 監(jiān)控對象

目前我國各城市的路燈配電設(shè)備大體不外乎以下幾種：

1、箱式變壓器

（1） 低壓系統(tǒng)：

（2） A、12-24 個出線回路低壓出線測點(diǎn)的電流量，電流值10-100A

B、低壓線線電壓值，0-450V(a、b、c 三相，按三個電壓值設(shè)計(jì))

C、有1-4 個100A 交流接觸器的“開”“關(guān)”控制量（按四個交流接觸器設(shè)計(jì)、計(jì)算）

2、臺架變壓器（無高壓系統(tǒng)）

（1） 低壓系統(tǒng)：同箱式變壓器。

A、12-24 個出線回路低壓出線監(jiān)測點(diǎn)的電流量，電流值10-100A（按24 個出線設(shè)計(jì)、計(jì)算）

B、低壓母線電壓值，0-450V（a、b、c 三相，按三個電壓值設(shè)計(jì)）

C、有1-4 個100A 交流接觸器的“開”“關(guān)”控制量（按四個交流接觸器投計(jì)、計(jì)算）

3、其它獨(dú)立低壓供電系統(tǒng)（無變壓器配電箱）

（1）3-12 個低壓供電回路的電流量，電流值10-100A（按12 個電流量設(shè)計(jì)、計(jì)算）

4、高壓供電系統(tǒng)

（1） 高壓控制中心1-4 個電流進(jìn)出線的配電柜的操作回路“開”“關(guān)”控量（按4 個控制量計(jì)算）。

（2） 3-12 個進(jìn)出線高壓電流值（按12 個電流值設(shè)計(jì)、計(jì)算）。

（3） 3 個高壓母線的電壓值（按3 個電壓值）

（4） 高壓系統(tǒng)的功率因數(shù)值。

（5） 主進(jìn)電流的功率值（按一個功率量計(jì)算）。

（6） 2-4 個高壓進(jìn)出線的帶電指示（按12 個帶電顯示信號計(jì)算）。

5、 配電房

安全運(yùn)行參量：

配電箱漏電電壓

配電箱環(huán)境溫度

配電箱門開告警

其它可選參量：

煙霧告警（具有變壓器的配電箱用）

水浸告警（落地式配電箱用）

紅外告警（配電房用）

ID 卡式或密碼鍵盤式開鎖系統(tǒng)（配電房用）

變壓器油溫（當(dāng)使用干變或油溫測量不方便時，也可測量變壓器表面溫度）

電纜故障

2. 監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模

監(jiān)控系統(tǒng)為二級結(jié)構(gòu)：

1 個監(jiān)控中心：設(shè)在路燈管理部門值班中心。

N 個分控點(diǎn)：每個控制箱設(shè)一分控點(diǎn)。

系統(tǒng)最多支持2048 個分控點(diǎn)同時運(yùn)行，可滿足任何一個城市的需求。

3. 提供的通信資源

系統(tǒng)支持GPRS 為主要傳輸資源。它具有一次性投入低，安裝簡便，使用費(fèi)較