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1建設(shè)照明監(jiān)控系統(tǒng)的必要性
隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市照明建設(shè)越來(lái)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，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
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(kāi)/關(guān)燈；而有些景觀燈開(kāi)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(kāi)/關(guān)燈的時(shí)間，更無(wú)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(lái)越大，現(xiàn)行的控制方法無(wú)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(guò)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(kāi)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(wú)法滿足圓滿完成任務(wù)的要求。
此外，由于缺乏靈活的控制手段，花費(fèi)大量經(jīng)費(fèi)建設(shè)起來(lái)的各類景觀燈，難以充分發(fā)揮應(yīng)有的效能。
2 城市照明監(jiān)控系統(tǒng)的效益分析
2.1 社會(huì)效益分析
隨著社會(huì)文明的不斷發(fā)展，路燈已不再局限于街道照明，而是發(fā)展為表現(xiàn)城市景觀、體現(xiàn)城市形象的重要標(biāo)志。因此，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)路燈的管理和維護(hù)也提出了越來(lái)越高的要求，這些要求包括根據(jù)光照度變化及時(shí)開(kāi)/關(guān)燈、隨時(shí)調(diào)整景觀燈的開(kāi)/關(guān)燈時(shí)間并進(jìn)行應(yīng)急調(diào)度、及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并立即進(jìn)行修復(fù)等。
目前各城市管理部門所采用的控制方式已很難保證城市照明系統(tǒng)的正常開(kāi)關(guān)燈和運(yùn)行，特別是當(dāng)照明控制箱或線路出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，就有可能造成大面積滅燈，產(chǎn)生較壞的影響。同時(shí)由于缺少實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手段，無(wú)法實(shí)現(xiàn)故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和維修。隨著政府和市民對(duì)照明管理和維護(hù)要求越來(lái)越高，照明管理部門的管轄范圍也越來(lái)越大，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并立即進(jìn)行修復(fù)，仍然采用檢修車上街巡燈的方法越來(lái)越難以勝任。
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(kāi)/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)，可以極大地減少對(duì)照明管理部門的投訴、減少道路交通事故的發(fā)生，有利于城市的治安，產(chǎn)生極大的社會(huì)效益，從而進(jìn)一步提高城市的形象。
2.2 經(jīng)濟(jì)效益分析
2.2.1 節(jié)約路燈維護(hù)費(fèi)用
路燈自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)將傳統(tǒng)的“巡燈查找故障”改為“值班等待報(bào)警”，不僅減少了“巡燈”人員和車輛損耗，降低了維修成本；而且在檢修車出所之前已經(jīng)知道了故障的準(zhǔn)確地點(diǎn)和基本狀態(tài)，因而縮短了維修時(shí)間、提高了檢修效率；由此將產(chǎn)生了極大的經(jīng)濟(jì)效益。
2.2.2 節(jié)約大量的電費(fèi)支出
無(wú)線照明監(jiān)控系統(tǒng)能提高開(kāi)/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(kāi)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(wú)謂開(kāi)啟，減少了開(kāi)燈時(shí)間,從而節(jié)約了大量的電能。
根據(jù)已建的照明監(jiān)控運(yùn)行表明，采用照明監(jiān)控系統(tǒng)后，每天大概可以減少路燈開(kāi)燈時(shí)間25分鐘左右。如果按每天運(yùn)行十小時(shí)計(jì)算，則可節(jié)約4.2％的電費(fèi)支出。
如果通過(guò)對(duì)照明線路的改進(jìn)，增加路燈的半夜燈控制方案或景觀燈在非節(jié)假日采用只開(kāi)部分景觀燈的控制方案，因此可節(jié)約大量的電費(fèi)支出。
2.2.3 提高燈具壽命，降低運(yùn)行成本
以外由于減少了開(kāi)燈時(shí)間，延長(zhǎng)了燈具壽命，降低運(yùn)行成本，進(jìn)一步提高了經(jīng)濟(jì)效益。
2.2.4 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)費(fèi)功能，減少電費(fèi)支出
無(wú)線照明監(jiān)控系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表和計(jì)量電費(fèi)功能，每天、每月、每年的照明用電能夠及時(shí)的自動(dòng)采集、計(jì)算、存儲(chǔ)、打印，隨時(shí)了解用電情況，實(shí)施有效管理，降低支出，提高經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)景觀燈還可采用雙計(jì)費(fèi)功能，實(shí)現(xiàn)政府開(kāi)燈與各景觀大樓業(yè)主自行開(kāi)燈分別計(jì)費(fèi)的方式，減少政府與大樓業(yè)主為電費(fèi)的相互扯皮的現(xiàn)象，保證雙方的利益。
2.3 實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)的管理現(xiàn)代化
城市照明監(jiān)控系統(tǒng)能將采集到的數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)，并能隨時(shí)進(jìn)行查詢和打印，為管理現(xiàn)代化提供了基本條件。
3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)
本方案依據(jù)北京嘉復(fù)欣科技有限公司業(yè)已完成的照明監(jiān)控系統(tǒng)和結(jié)合當(dāng)前無(wú)線監(jiān)控技術(shù)的新發(fā)展，并根據(jù)各城市照明管理部分對(duì)照明監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)需求編制而成。
4 設(shè)計(jì)原則
4.1 可靠性
由于系統(tǒng)的服務(wù)對(duì)象是廣大市民，稍有差錯(cuò)即會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的社會(huì)后果；同時(shí)監(jiān)控設(shè)備長(zhǎng)期在野外運(yùn)行，工作環(huán)境極為惡劣；因此必須充分考慮系統(tǒng)的可靠性，要求監(jiān)控系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行；同時(shí)要求監(jiān)控系統(tǒng)在個(gè)別設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下仍能穩(wěn)定運(yùn)行，不影響或者少影響照明系統(tǒng)的按時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉。
4.2 先進(jìn)性和實(shí)用性
設(shè)備須符合相關(guān)國(guó)內(nèi)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)是目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)的，并長(zhǎng)期處于國(guó)內(nèi)較為先進(jìn)的水平。同時(shí)，應(yīng)以實(shí)用為原則，不可脫離實(shí)用性而盲目追求先進(jìn)性，從而造成華而不實(shí)、浪費(fèi)資金，降低可靠性。
4.3 可維修性
系統(tǒng)的設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)，并且各單元部件具有故障定位指示，便于設(shè)備維修。
4.4 可擴(kuò)展性
硬件采用模塊化設(shè)計(jì)，軟件采用組態(tài)化設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)擴(kuò)展、升級(jí)均不必改變現(xiàn)有設(shè)備的狀態(tài)。
4.5 通用性
硬件設(shè)備具有通用性，通過(guò)不同的軟件參數(shù)設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)不同的功能。
4.6 經(jīng)濟(jì)性
盡可能采用成熟的先進(jìn)技術(shù)，選擇性價(jià)比高的方案和設(shè)備，既要考慮初期建設(shè)費(fèi)用，也要降低今后的運(yùn)行維修費(fèi)用。
5 系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)
5.1 系統(tǒng)容量：1個(gè)主站，1萬(wàn)個(gè)監(jiān)控點(diǎn)。
5.2 可以實(shí)現(xiàn)群控和組控
系統(tǒng)終端根據(jù)需要可以把全夜燈、半夜燈、各種景觀燈分為不同功能組，實(shí)現(xiàn)群控和組控。
5.3 通信方式
根據(jù)用戶的具體情況、通信技術(shù)的發(fā)展，本方案建議采用GPRS通信方式。
5.4 工作環(huán)境溫度
照明監(jiān)控端的工作環(huán)境溫度范圍滿足 －30℃ ～ +65℃。
主臺(tái)為0℃ ～ +40℃。
5.5 數(shù)據(jù)采集精度
為了保證亮燈率的統(tǒng)計(jì)，交流電流、電壓、有功功率、功率因數(shù)采集精度優(yōu)于 1.0 %。
6 照明控制方案
6.1 分組控制
系統(tǒng)可以根據(jù)不同類型的照明控制要求，把全市路燈和景觀燈分成若干組，分別采用時(shí)控方案或時(shí)控和光控相結(jié)合的控制方案，自動(dòng)遙控開(kāi)/關(guān)全夜燈、半夜燈和景觀燈；也可以手動(dòng)對(duì)全夜燈、半夜燈和景觀燈進(jìn)行遙控開(kāi)/關(guān)操作；在特殊情況下，可以實(shí)現(xiàn)白天亮燈。
6.2 時(shí)控和光控相結(jié)合的路燈控制方案
目前,路燈控制方案主要有時(shí)控法和光控法兩種。
時(shí)控法的主要缺點(diǎn)是不考慮天氣對(duì)光照度的影響，每天在固定的時(shí)間開(kāi)/關(guān)燈；從而造成陰雨天光照度嚴(yán)重不足但沒(méi)有開(kāi)燈，或者晴朗天氣雖然到了固定開(kāi)燈時(shí)間但光照度仍然充足，白白浪費(fèi)電力；關(guān)燈時(shí)間的固定不變，同樣出現(xiàn)類似的不合理現(xiàn)象。此外，隨著季節(jié)的變化，定時(shí)器需要人工頻繁地調(diào)整。光控法的主要缺點(diǎn)是在光線不足的白天，或者夜晚有強(qiáng)光照射時(shí)都有可能發(fā)生誤動(dòng)作。
為了克服兩者的不足，本系統(tǒng)采用時(shí)控和光控相結(jié)合的路燈控制方案。該方案基于模糊控制理念，以當(dāng)?shù)?365天日出日落的時(shí)間作為基本條件，設(shè)定一個(gè)有效的開(kāi)/關(guān)燈時(shí)段，在此時(shí)段內(nèi)根據(jù)光照度的具體情況自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的開(kāi)/關(guān)燈命令；若該時(shí)段結(jié)束時(shí)光控仍未起作用，則在該時(shí)段結(jié)束時(shí)，監(jiān)控終端自動(dòng)按時(shí)控方式開(kāi)/關(guān)燈。
光控時(shí)段值和光照度值均可在線修改，軟件界面如右圖所示。此方案可根據(jù)當(dāng)天的實(shí)際光照度及時(shí)地開(kāi)/關(guān)燈，既可節(jié)省大量電力，又可產(chǎn)生較好的社會(huì)效益。
在特殊情況下，系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)白天亮燈。
根據(jù)已建的照明監(jiān)控運(yùn)行表明，如果原來(lái)是采用日出日落時(shí)間作為開(kāi)關(guān)燈時(shí)間的話，則在采用時(shí)控和光控相結(jié)合的控制方案后，每天大概可以減少路燈開(kāi)燈時(shí)間25分鐘左右。如果以每天平均開(kāi)燈10小時(shí)計(jì)算，則可節(jié)約4%左右的電費(fèi)。
6.3 景觀燈控制方案
景觀燈控制采用分組定時(shí)控制方案，即可以把不同地理位置和要求的景觀燈分成若干組，對(duì)不同組采用不同的定時(shí)控制方案。
采用先進(jìn)的全組態(tài)設(shè)計(jì)，通過(guò)中央控制室微機(jī)的設(shè)置程序，可任意設(shè)置一年中的開(kāi)/關(guān)燈時(shí)間以及每周固定的開(kāi)/關(guān)燈時(shí)間。通過(guò)群控方式，可將景觀燈進(jìn)行分組，不同組采取不同的控制方案；也可通過(guò)選控方式，將相應(yīng)的飾燈逐點(diǎn)控制，更增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性。
7 照明監(jiān)控通信系統(tǒng)
7.1 系統(tǒng)通信方案的選擇
正確選用系統(tǒng)通信方案，是城市照明監(jiān)控系統(tǒng)得以成功運(yùn)行的必要前提，在照明監(jiān)控系統(tǒng)中目前可采用的通信方案主要有無(wú)線專用網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)中的GSM短消息、USSD和GPRS通信方式。根據(jù)要求本系統(tǒng)通信方案選擇無(wú)線移動(dòng)公用網(wǎng)的GPRS通信方式。
7.2 系統(tǒng)GPRS通信方案特點(diǎn)
GPRS (General Packet Radio Service)是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)的英文簡(jiǎn)稱，是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM 用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),具有“永久在線”、“高速傳輸”等優(yōu)點(diǎn)。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。
相對(duì)于原有GSM撥號(hào)方式的電路交換數(shù)據(jù)傳輸方式,GPRS網(wǎng)絡(luò)采用的分組交換技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)永久在線。即用戶無(wú)需為每次數(shù)據(jù)的訪問(wèn)建立呼叫連接。
(2)高速傳輸。數(shù)據(jù)傳輸速率理論上高可以達(dá)到171.2kbps,目前傳輸速率可以一般達(dá)到40kbps。
(3)流量計(jì)費(fèi)。用戶只需要為接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)支付費(fèi)用，因此相對(duì)運(yùn)行費(fèi)用較低。
(4)快捷登錄。 一般只須10秒即可登錄互聯(lián)網(wǎng)。
GPRS 采用與GSM 同樣的無(wú)線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結(jié)構(gòu)、同樣的跳頻規(guī)則以及同樣的TDMA幀結(jié)構(gòu)，其分組數(shù)據(jù)信道與當(dāng)前的電路交換的話音業(yè)務(wù)信道極其相似。因此，現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)從一開(kāi)始就可提供全面的GPRS 覆蓋。下圖為通信系統(tǒng)組成框圖：
監(jiān)控中心的前后臺(tái)監(jiān)控微機(jī)接入Internet（可采用DDN專線、ADSL等多種方式），GPRS終端與監(jiān)控中心建立連接，監(jiān)控中心與GPRS終端通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)傳遞指令和數(shù)據(jù)。
7.3 GPRS系統(tǒng)組網(wǎng)方式
GPRS的應(yīng)用非常廣泛，幾乎所有行業(yè)都能用到GPRS的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。但每種行業(yè)的實(shí)際需求和復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境都大不相同，所以每種行業(yè)都會(huì)有自己獨(dú)特的功能要求和組網(wǎng)方式。目前GPRS的組網(wǎng)方式有以下四種可行的組網(wǎng)方案：
1）方案一：中心采用ADSL等INTELNET公網(wǎng)連接，采用公網(wǎng)固定IP或者公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+DNS解析服務(wù)。
此種方案向先INTERNET運(yùn)營(yíng)商申請(qǐng)ADSL等寬帶業(yè)務(wù)。
1、 中心公網(wǎng)固定IP：監(jiān)控點(diǎn)直接向中心發(fā)起連接。運(yùn)行可靠穩(wěn)定，推薦此種方案。
2、中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+DNS解析服務(wù)：客戶先與DNS服務(wù)商聯(lián)系開(kāi)通動(dòng)態(tài)域名，監(jiān)控點(diǎn)先采用域名尋址方式連接DNS服務(wù)器，再由DNS服務(wù)器找到中心公網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP，建立連接。此種方式可以大大節(jié)約公網(wǎng)固定IP的費(fèi)用，但穩(wěn)定性受制于DNS服務(wù)器的穩(wěn)定，所以要尋找可靠的DNS服務(wù)商。此種方案適合小規(guī)模、對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合中應(yīng)用。
2）方案二：中心采用主副GPRS-DTU，采用移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)動(dòng)態(tài)IP+移動(dòng)DNS解析服務(wù)。
此種方案客戶先與移動(dòng)DNS服務(wù)商聯(lián)系開(kāi)通移動(dòng)動(dòng)態(tài)域名，監(jiān)控點(diǎn)先采用域名尋址方式連接移動(dòng)DNS服務(wù)器，再由移動(dòng)DNS服務(wù)器找到中心移動(dòng)動(dòng)態(tài)IP，建立連接。中心也用GPRS-DTU做接收端，但GPRS無(wú)線方式的中心不如有線方式的穩(wěn)定，所以采用主副兩個(gè)GPRS-DTU作冗余備份。主中心GPRS- DTU接收端掉線時(shí)，所有監(jiān)控點(diǎn)自動(dòng)轉(zhuǎn)到副中心GPRS-DTU接收端。此種方式也可以大大節(jié)約固定IP的費(fèi)用，但并不是所有移動(dòng)公司都提供DNS解析服務(wù)，所以要在有DNS解析服務(wù)的省市才能采用此種方案。此種方案適合小規(guī)模應(yīng)用。此種方案時(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性較差，不推薦使用。
3）方案三：中心采用主副GPRS-DTU，采用移動(dòng)APN專網(wǎng)固定IP。
此種方案客戶先與移動(dòng)申請(qǐng)APN專網(wǎng)業(yè)務(wù)。移動(dòng)為客戶分配專用的APN，普通用戶不得申請(qǐng)?jiān)揂PN。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡僅開(kāi)通該專用APN，限制使用其他 APN。得到APN后，給所有監(jiān)控點(diǎn)及中心分配移動(dòng)內(nèi)部固定IP。此種方案中心也像方案二一樣采用主副兩個(gè)GPRS-DTU作接收端，冗余備份。但此種方案較方案二而言，無(wú)需DNS解析，本身具有移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)固定IP，減少中間環(huán)節(jié)，穩(wěn)定性增強(qiáng)；且所有數(shù)據(jù)都在移動(dòng)GPRS的APN內(nèi)網(wǎng)傳輸，無(wú)需經(jīng)過(guò)公網(wǎng)，安全性增強(qiáng)。此種方案無(wú)需負(fù)擔(dān)寬度專線月租費(fèi)用，性價(jià)比合理，推薦使用。
4）方案四：中心采用移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)固定IP地址，監(jiān)控點(diǎn)采用普通的移動(dòng)動(dòng)態(tài)IP
此種方案客戶先與移動(dòng)服務(wù)商聯(lián)系，可以就近從移動(dòng)GSM基站引入光纖專線，開(kāi)通移動(dòng)內(nèi)網(wǎng)固定IP，監(jiān)控點(diǎn)先采用普通的SIM卡并開(kāi)通GPRS功能，通過(guò)移動(dòng)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)與中心建立連接。此種方式也可以大大節(jié)約固定IP的費(fèi)用，各監(jiān)控點(diǎn)也無(wú)需設(shè)置固定IP。此種方案實(shí)時(shí)性較好，由于監(jiān)控點(diǎn)使用動(dòng)態(tài)IP，穩(wěn)定性稍差一些，推薦使用。
5） 方案五：中心采用APN專線，所有點(diǎn)都采用內(nèi)網(wǎng)固定IP
此種方案客戶中心通過(guò)一條 2M APN專線接入移動(dòng)公司GPRS網(wǎng)絡(luò)，雙方互聯(lián)路由器之間采用私有固定IP地址進(jìn)行廣域連接，在GGSN與移動(dòng)公司互聯(lián)路由器之間采用GRE隧道。為客戶分配專用的APN，普通用戶不得申請(qǐng)?jiān)揂PN。用于GPRS專網(wǎng)的SIM卡僅開(kāi)通該專用APN，限制使用其他APN。得到APN后，給所有監(jiān)控點(diǎn)及中心分配移動(dòng)內(nèi)部固定IP。移動(dòng)終端和服務(wù)器平臺(tái)之間采用端到端加密，避免信息在整個(gè)傳輸過(guò)程中可能的泄漏。雙方采用防火墻進(jìn)行隔離，并在防火墻上進(jìn)行IP地址和端口過(guò)濾。
對(duì)與照明監(jiān)控系統(tǒng)而言，由于系統(tǒng)組成的監(jiān)控點(diǎn)較多，實(shí)時(shí)性要求較高，因此建議采用第五種通信組網(wǎng)方式。為此照明監(jiān)控中心的服務(wù)器將需要專線方式接入移動(dòng)公司的GPRS網(wǎng)絡(luò)，所有的監(jiān)控終端都采用特定IP地址，以保證監(jiān)控信息的可靠、安全、及時(shí)的傳輸。
8 系統(tǒng)控制中心（調(diào)度端）設(shè)計(jì)
8.1 調(diào)度端系統(tǒng)框圖（見(jiàn)下頁(yè)）
照明監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)度端采用前、后臺(tái)機(jī)連網(wǎng)工作方式，選用帶看門狗的適合連續(xù)工作的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。一般情況下，前臺(tái)機(jī)作為監(jiān)控工作站承擔(dān)遙測(cè)、監(jiān)控、調(diào)度等工作；后臺(tái)機(jī)平時(shí)自動(dòng)備份前臺(tái)機(jī)的數(shù)據(jù)，當(dāng)前臺(tái)機(jī)出現(xiàn)故障的情況下，可以隨時(shí)切換頂替前臺(tái)機(jī)工作；從而極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，考慮到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)接口，接入服務(wù)器、管理工作站等，系統(tǒng)就可以很方便地組建為路燈管理處局域網(wǎng)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)照明監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和圖像信息共享。
系統(tǒng)外部的計(jì)算機(jī)均可通過(guò)撥號(hào)上網(wǎng)，采用加密查詢的方式訪問(wèn)相應(yīng)的各類新和歷史數(shù)據(jù)。同時(shí)，系統(tǒng)也可以通過(guò)電話語(yǔ)音方式查詢當(dāng)前的新情況，或指定相應(yīng)的電話號(hào)碼和告警方式實(shí)現(xiàn)電話語(yǔ)音告警。整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)為今后的生產(chǎn)管理與辦公自動(dòng)化的實(shí)施奠定了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)保留了足夠的軟件與硬件擴(kuò)展接口，以便現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)能隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
9 照明監(jiān)控終端
9.1 照明監(jiān)控終端的基本性能
照明監(jiān)控終端（RTU）選用北京嘉復(fù)新科技有限公司生產(chǎn)的 STC-205型系列照明監(jiān)控終端。該終端選用工業(yè)級(jí)芯片，允許在－40℃～+80℃的環(huán)境溫度下的連續(xù)運(yùn)行；采用多CPU與DSP協(xié)作工作方式，其中關(guān)鍵芯片采用美國(guó)新表面貼裝芯片，通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)交流采樣方案，交流電流、電壓采集精度優(yōu)于 0.5%；設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行ISO-9001質(zhì)量控制；印制板焊接采用波峰焊技術(shù)消除了人工焊接的漏焊和虛焊；每臺(tái)整機(jī)都進(jìn)行100小時(shí)高溫上電老化排除了早期失效，有效地保證了設(shè)備的出所質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)箱率達(dá)到100%，平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到10萬(wàn)小時(shí)。
照明遠(yuǎn)程智能監(jiān)控終端的采集和控制的內(nèi)容包括：
· 遙測(cè)：1路三相電壓、12路電流及有功功率和功率因數(shù)、2路直流（測(cè)光照等）
· 遙控：6路繼電器輸出，觸點(diǎn)為交流220V12A，一組常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)
· 遙信：8路隔離開(kāi)關(guān)量輸入
· 通訊：2路隔離232或485接口，MODBUS協(xié)議
· 射燈等各種不同底燈型。
· 具有遠(yuǎn)程抄表接口。
· 具有遠(yuǎn)程自動(dòng)調(diào)壓接口。
· 具有單燈監(jiān)測(cè)接口。
· 具有加裝防盜線模塊接口。
9.2 照明監(jiān)控終端主要功能
9.2.1 自動(dòng)報(bào)警
· 當(dāng)采集到的交流電流、電壓超過(guò)上下限時(shí)能自動(dòng)報(bào)警。
· 當(dāng)白天亮燈或晚上熄燈時(shí)能自動(dòng)報(bào)警。
· 當(dāng)供電停電時(shí)通過(guò)自備電源運(yùn)行，同樣能自動(dòng)報(bào)警。
9.2.2 獨(dú)立運(yùn)行
當(dāng)發(fā)生中控室微機(jī)或通信線路發(fā)生故障時(shí)，終端會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序定時(shí)自行開(kāi)/關(guān)燈，以確保路燈照明線路的正常運(yùn)行。
9.2.3 監(jiān)控終端斷電運(yùn)行
監(jiān)控終端內(nèi)裝有不間斷電源，具有斷電運(yùn)行功能，能在供電線路斷電時(shí)及時(shí)告警，使有關(guān)部門在第一時(shí)間獲知并搶修，同時(shí)具有防盜報(bào)警功能。在基本配置中，停電后能夠維持終端正常工作4小時(shí)。
不間斷電源能防止過(guò)分充/放電，保證長(zhǎng)期使用。
9.2.4 現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)設(shè)定功能
通過(guò)手持式鍵盤、顯示器，可以現(xiàn)場(chǎng)中文顯示，便于現(xiàn)場(chǎng)的安裝調(diào)試和維護(hù)、維修，并可控制該點(diǎn)的全夜燈、半夜燈、景觀燈等，其顯示的內(nèi)容如下：
· 時(shí)間（年、月、日、時(shí)、分、秒）<, /P>
· 開(kāi)、關(guān)燈的后時(shí)限
· 采集的交流電流和電壓值
· 輸入的開(kāi)關(guān)量狀態(tài)
· 輸出的開(kāi)關(guān)量狀態(tài)
· 在自檢狀態(tài)下，可以顯示或修改本機(jī)的多種工作參數(shù)
9.2.5 抗干擾能力
· 由于監(jiān)控終端一般均安裝在干擾較大的環(huán)境中，為了保證系統(tǒng)可靠工作，終端的軟硬件設(shè)計(jì)中采用了下列多種抗干擾措施。
· 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的模擬量和開(kāi)關(guān)量信號(hào)在硬件上采用隔離和限幅等防強(qiáng)干擾措施。在軟件上采用數(shù)據(jù)濾波處理，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
· 對(duì)開(kāi)關(guān)量輸出采用軟件連續(xù)循環(huán)置位輸出的處理方法，保證了輸出的可靠性。
· 對(duì)強(qiáng)干擾信號(hào)造成的運(yùn)行出錯(cuò)采用軟硬件自恢復(fù)電路處理。保證在無(wú)人值守時(shí)也能可靠運(yùn)行。
· 對(duì)采集到的高壓交流信號(hào)實(shí)行多重防電脈沖沖擊和防雷保護(hù)措施，已在實(shí)際應(yīng)用中獲得了極好的效果。
9.2.6 高可靠的變送器電路
選用交流電壓、電流二次互感，具有輸入輸出完全隔離、精度高、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，加以輸入端的多重防護(hù)措施，極大地提高了傳感器的可靠性和精度。
9.2.7 通用化設(shè)計(jì)
終端所有工作參數(shù)都可通過(guò)終端或中控微機(jī)中的設(shè)置軟件包進(jìn)行在線設(shè)定和修改。工作參數(shù)包括：站號(hào)、通信參數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)物理量參數(shù)、模擬量的計(jì)算方式、采集方式、矢量設(shè)置和組合報(bào)警等內(nèi)容。用戶可隨時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況（如全夜燈、半夜燈、景觀燈等各種類型）自行組態(tài)各終端的工作參數(shù)，從而既保證了監(jiān)控終端設(shè)備的通用性，又保證了系統(tǒng)具有極大的靈活性。
9.2.8 防盜報(bào)警功能
在照明控制箱門處加裝箱門開(kāi)關(guān)，但外人打開(kāi)加箱門時(shí)能自動(dòng)向主臺(tái)報(bào)警，保證照明設(shè)施的安全。
9.3 照明監(jiān)控終端擴(kuò)展功能
9.3.1 遠(yuǎn)程抄表功能
終端設(shè)備具有RS-485抄表接口，可以自動(dòng)讀取電子電表的數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程抄表功能。
9.3.2 遠(yuǎn)程自動(dòng)調(diào)壓接口（選配）
照明監(jiān)控終端設(shè)備具有控制調(diào)壓設(shè)備的接口，如果配有北京嘉復(fù)欣科技的節(jié)電器，則通過(guò)此接口可實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)電器的遠(yuǎn)程控制和調(diào)壓。
9.3.3 防偷盜照明線路報(bào)警控制接口
終端提供與防偷盜照明線路報(bào)警模塊接口，只要系統(tǒng)配上北京嘉復(fù)欣科技研發(fā)的照明線路防盜線報(bào)警模塊（見(jiàn)第14節(jié)），即可隨時(shí)采集照明線路情況，發(fā)現(xiàn)有偷盜線路時(shí)可立即報(bào)警，保障照明線路和設(shè)施的安全。
9.4 照明配電控制箱設(shè)計(jì)
照明配電控制箱可以有兩種方式：其一，對(duì)原有的配電箱進(jìn)行改造，增加若干互感器、自動(dòng)/手動(dòng)開(kāi)關(guān)等器件即可；其二，根據(jù)要求重新設(shè)計(jì)照明配電箱。
以上兩種方案將根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況而定。
