浅谈对路灯GPRS自动化监控系统的认识

1、 1引言城市路灯管理的发展史,自手控、钟控、程控,慢慢衍进为先进的GPRS 自动化监控,笔者所在的珠海市香洲区路灯管理所,1996年即与上海市第五十研究所合作建设城市照明微机远程控制系统,当时在全国尚处于领先行列。时至今日,一些城市开始采用GPRS 自动化监控系统对城市照明系统进行管理,充分利用已有的先进设备和进步科学技术,在建设中又充分兼顾国家节能号召,对先进城市的建设和管理起了良好的作用,作为城市建设现代的有效组成部分,在国内树立了良好的标杆,应成为现代化城市建设的必然趋势。下面结合本人所熟知的微机远程控制系统对路灯GPRS 自动化监控系统发表如下粗浅认识,期与同行对这一新型系统有更深的认

2、知。2路灯GPRS 自动化监控系统概述GPRS 是GSM 移动电话用户的一种移动数据业务,是一种以全球手机系统为基础的数据传输技术,和以往连续在频道传输方式不同的是,它是以封包方式来传输,因此使用者所负担的费用理论上较为便宜,这样,就使这一先进技术与城市路灯管理有了结缘的现实性,路灯GPRS 自动化监控系统就是利用这种分组无线数据服务,在现有通信设备基础上,只须增加相应的路灯监控功能实体,并对现有的基站系统进行部分改造来实现城市路灯的远程自动监控。3路灯GPRS 自动化监控系统的技术特点和运行程序GPRS 路灯监控系统主要是在线路终端配置了GSM /GPRS 传输模块,根据实际情况的不同,GP

3、RS 模块的安装位置不同。方案一:是一个GSM /GPRS 通信模块通过低压电力线管理连接,在统一配电变压器网络内安装监控器,从而实现一个GSM /GPRS 通信模块负责多个路灯或照明设备的监控和管理数据的传输;方案二:是每个路灯都装有一个监控器和GSM /GPRS 模块,可以做到监控与管理每一个路灯。通过监控器,系统能自动监测到跳闸、断路、电压异常、供电故障、开关灯控制异常等突发事件,并通过GSM /GPRS 通信模块及时将告警数据上传到监控中心,以供监控中心值班人员及时了解情况,做出处理。对于路灯管理部门来说,基于无线DDN (GSM /GPRS 承载方式的路灯监控系统只需在原有路灯线路上

4、增加GSM /GPRS 模块(由GSM /GPRS 模块将路灯的实时信息发送给监控中心,并接受来自监控中心发来的调度指令;并且在监控中心增加GSM /GPRS 接口功能同时以专线方式将监控中心与GSM /GPRS 核心网连接即可。4路灯GPRS 自动化监控系统的主要构件系统主要由主站和分站组成。主站主要由计算机组成,负责管理,控制整个系统的运行、监视、记录系统的运行状态。分站(RTU 为每组路灯配电箱安装一个分站控制器。由单片机组成,负责接收主站命令,执行开关灯工作,采集系统运行数据,向主站报告运行状况。其组成链路如图1所示。5路灯GPRS 自动化监控系统实现功能遥控功能:可以根据需要,控制路

5、灯的开关。遥测功能:采集分站(RTU 的电压、电流,计算开功率、关浅谈对路灯GPRS 自动化监控系统的认识Awareness on GPRS Automated Monitoring System of Streetlight肖完君(珠海市香洲区路灯管理所,广东珠海519000Xiao Wan-jun (streetlight management department of Xiangzhou District of Zhuhai City,Guangdong Zhuhai 519000摘要:GPRS 路灯监控技术是近几年发展起来的一种技术,较之以往的监控技术,具有经济性、灵活性、技术成熟、

6、建设周期短等特点。本文就GPRS 路灯监控技术的设计思路做一些探讨,供大家参考。关键词:GPRS ;路灯监控;通信;模块中图分类号:TP274文献标识码:B 文章编号: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产品设计roduct Design

8、P282009第5期测试测量技术功率、电量,及照明系统的亮灯率。遥信功能:分站开关状态和控制箱门状态。遥调功能:自动调节照明系统的供电电压。采用路灯智能控制终端智能调压方式节能运行后,可保持每盏灯电压相对稳定。遥视功能:多画面实时监视分站(RTU 附近夜景照明图像。统计功能:主站根据分站(RTU 数据,统计各种运行数据。报警功能:过压、过流报警,非正常开关灯报警,亮灯率低于额定值报警。分站(RTU 自动运行功能:在主站或通讯出现故障时自动按照预先设定的时间或上一日运行的时间自动运行,保证在任何情况下可靠地开关灯。6路灯GPRS 自动化监控系统设计要点6.1GPRS DTU (数据传输单元GPR

9、S DTU (数据传输单元是针对日益成熟的GPRS 技术而专门设计的,该DTU 支持标准的AT 命令界面,大大方便了程序设计,具有标准的RS232接口,可方便与路灯监控器相连。GPRS DTU 目前在美国、法国、加拿大、台湾均有生产,国内在这方面技术也已经非常成熟。6.2监控中心SC 组成及功能监控中心SC 是整个路灯监控系统的操作、维护、处理、统计、分析和监管的中心,肩负着与其它管理网络互联任务。全网络化的设计使得任何一台联网的电脑都可以实现浏览(当然,必须具有监控中心赋予的操作权限,并且可以方便地实现远程联网。监控中心应包含数据库服务器、前置监控工作站、后台监控工作站、打印机、HUB 、门

10、禁系统等。监控中心可安装大屏幕模拟屏,在模拟屏地图上,可随时看到所有分控点的运行状况。模拟屏可用大屏幕背投式投影机,显示内容为城市路灯分布电子地图,并受监控中心监控电脑控制。6.3分控点功能实时采集被监控设备运行参数和工作状态,收集故障告警信息,并送往监控主机。实时接收和执行来自监控主机的监测和控制命令。实时存贮各设备历史数据,并对专用设备进行管理。分控点具有后备电池,掉电后可持续工作一段时间,在此期间可将相关重要信息发送给监控中心,以便监控中心进行信息分析。一旦监控中心发生故障,分控点可自行记录运行数据,自行按照预先设定的定时时间来控制设备的正常运转。6.4路灯监控器硬件设计路灯监控器在硬件

11、电路设计上,根据其功能划分,由六部分组成(见图2。、时钟存储单元时钟芯片选择了高精度实时时钟芯片。每组报警时间包括4个字节,每个字节由2位BCD 码组成,由高到低分别为年、月、日、时、分、秒。、电压电流采集电压及电流采集部分采用的模拟量测量模块,可以采集多路电压输入信号,其输出采用RS-485总线。采集各路的电压及电流,通过通讯服务器的查询命令发送给客户端软件,实现路灯工作参数的自动监测,对电压欠压、电压过压、欠流、过流及时作出报警。、GPRS 模块GPRS 模快提供RS-232接口与外界通信,透明传输模式,应用十分方便。、控制执行单元控制执行部分采用三级管驱动继电器,继电器控制交流接触器的办

12、法。在三级管和CPU IO 口之间采用光耦隔离,防止继电器吸合对系统产生的干扰。7路灯GPRS 自动化监控系统与其它路灯监控系统的比较笔者在珠海市香洲区路灯所远程微机监控运行室工作多年,就本单位所采用的系统与GPRS 系统做一个简单的比较,我认为两者在工作原理、管理系统设计理念、程序及实现远程自动管理的途径和达到的目标而言,应该是雷同的,但GPRS 系统采用的是相对先进的技术,工作效率比传统系统更高,且GPRS 系统投资更小、系统覆盖率要高而且好、技术更成熟、建设周期要短,因此,相较之下,GPRS 监控系统比其他路灯监控系统减少了建设投资和运营费用,并为将来系统升级奠定了良好的基础,应该说是目

13、前理想的城市照明监控管理系统 。图1GPRS 路灯监控系统图图2路灯监控器功能结构图29产品设计roduct DesignP上接25页 图4下位机系统软件流程图5结论本系统是在工业现场采用蓝牙技术的一个尝试,我们知道目前蓝牙技术在无线个人通讯上应用有着很好的市场前景,但工业领域上的应用还很少,通过对本系统的测试,说明在工业系统上采用蓝牙技术进行无线测试控制是可行的。设计了这套基于蓝牙技术的无线测试系统,完成了硬件电路和软件程序的编制,通过对系统的调试实验,与标准的信号电源量相对比,该系统能够准确的采集到信号,该系统能够满足现场的测试要求。通过对本系统的实验证明了采用VC+通过串行通讯接口进行蓝

14、牙协议通讯、应用PIC16C74单片机作为主机控制ROK101008蓝牙模块所构成的系统能够准确可靠的实现工业现场的无线测试。采用这种体系结构的生产方式,能够避免了有毒害生产物资与人的接触,提高企业生产的效率和自动化管理水平。在一些特殊的领域有着重要的使用价值。参考文献: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徐国盛.基于虚拟仪器技术的拉伸

15、流变仪测量系统的研究J.仪表技术与传感器,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.基金项目:国家级星火计划项目(2007EA740117综上所述,路灯GPRS 自动化监控系统作为目前国内城市最先进的城市照明监控系统,随着中国现代化建设的步伐与日俱进,城市建设标准越来越