一、前言
随着社会经济的快速发展,城市建设,特别是基础设施建设也发展迅速,越来越重视城市形象建设、城市道路、景观照明体系建设成为城市形象的重要组成部分,必然对市政道路照明和景观照明提出更高的要求,也代表了城市经济发展和现代化水平。
传统的照明控制方法通常是对道路、区域等小范围内的路灯进行单独、分散的控制,通过在路灯配电箱中安装定期自动控制设备,在固定时间控制路灯开关,甚至有些路灯需要手动开关控制。路灯开关状态和故障状态的监测只能通过人工检查来完成。这种控制方法不能根据实际需要及时调整路灯开关策略,如不同季节、各种重大节日、重大活动需要临时调整开关时间等,如果需要调整需要花费大量人力手动完成,费时费力,容易出错,路灯运行状态不能及时监控,故障不能及时发现,维护成本高。
随着无线通信技术的发展,特别是GPRS利用无线通信技术的成熟GPRS实现冷链物流中冷藏车、冷藏箱等各种应用领域的无线远程控制,以及各种环境的远程监测PM2.5、风速、水质、水流等,也为市政照明、高速路灯系统的远程控制提供了极其方便的手段。
本文以广东某市政路灯远程控制方案为例,介绍GPRS实现路灯远程监控方案。
二、系统方案
1.基本应用场景
该方案主要升级改造现有城市市政路灯控制系统GPRS市政路灯系统远程控制采用无线通信技术。
由于城市有大量的市政路灯建设,这些现有的路灯系统显然不可行,如果远程路灯的控制方案通过完全重建,将造成巨大的社会浪费。只有通过对现有系统的改造升级,以较小的改造成本实现路灯的远程控制,才能取得更好的社会效益。本文的方案是对现有市政路灯系统进行升级改造,将各路灯控制点的控制电箱集成GPRS无线数据通信模块,升级电箱设备,以较低的成本实现整个市政路灯的远程控制,实现良好的社会效益。
2、系统组成
该系统主要包括以下组成部分:
(1)监控中心服务器(MCS)
该监控中心服务器是一套运行在路灯监控中心硬件服务器上的服务器软件,需要7个×24小时连续稳定运行,提供所有路灯控制设备(配电箱)监控功能,实时接收配电箱报告的设备运行状态数据,及时发布手动控制或自动控制路灯开发指令等系统维护指令,为客户端软件提供管理维护接口功能。
监控中心服务器软件还定制了与现有客户信息管理系统的对接功能,及时向现有客户信息管理系统报告系统数据,与现有客户信息管理系统无缝对接,充分利用现有客户资源。
(2)远程监控维护终端(RMMC)
远程监控维护终端是为运营管理人员提供系统维护和管理的软件,为用户提供路灯配电箱设备管理、设备状态监控等功能。管理和维护人员可以访问任何内容internet对路灯系统进行监控。
(3)路灯控制器配电箱
该控制器是路灯控制系统配电箱的部分功能,用于控制一个或多个电路的路灯系统,每个配电箱最多可控制32个电路。根据配电箱的现有功能,需要升级或部分改造配电箱,以完成线路控制和状态报灯功能。
(4)RDT-G500嵌入式GPRS DTU模块(或RDT-G510、511GPRS DTU终端)
该模块通过GPRS网络提供无线网络通信功能,实现数据实时、远程上传到监控中心服务器,提供网络状态监控和自动连接功能,确保数据上传的及时性和准确性。将数据通信模块与配电箱集成,配合配电箱电路控制模块完成路灯控制。
系统的基本组成结构图如下:
路灯远程监控系统组成图形
3.系统工作流程
将GPRS无线传输模块(DTU)通过路灯控制器配电箱集成UART(TTL、RS-232、RSA85)通过接口通信GPRS DTU模块、监控中心可向路灯控制器配电箱发送控制指令,也可将当前线路状态和控制指令运行结果发送至监控中心。
配电箱内的GPRS模块与监控中心服务器保持通信连接,及时传输配电箱电路控制模块发出的数据,监控监控中心服务器的通信连接。如果发现网络通信异常,请定期(可设置)重新连接,直至连接成功。
监控中心服务器提供7×24小时不间断稳定运行,及时接受和处理配电箱状态数据并保存到数据库系统中,可保存至少6个月的历史数据,便于数据信息管理和事故可追溯性查询。
4、维护管理
该系统为配电箱设备的管理和监控维护提供了维护管理客户端软件。该软件采用C/S系统结构,通过TCP/IP协议与监控中心服务器通信,确保维护操作的实时性。管理和维护客户端软件必须通过监控中心服务器进行系统相关数据库操作、设备实时状态查询等,使数据库系统与外部世界隔离,提高系统数据的安全性。
该软件对管理人员账户进行分级权限管理。不同权限的人员只有相应配电箱设备的管理和维护权限,无法查看其他用户的配电箱设备。上级帐户可以分配下级帐户。同时,对帐户登录密码实施加密策略,确保系统帐户的安全。
该软件为管理人员提供配电箱设备信息添加注册、修改、路灯自动开关控制场景设置、设备位置查询、状态监控等功能。
维护功能示意图
远程监控GPRS