摘 要：通過無線傳輸和計(jì)算機(jī),對(duì)城市路燈實(shí)行集中的監(jiān)測與控制。街區(qū)路燈控制裝置即監(jiān)控終端,與設(shè)在路燈管理機(jī)構(gòu)的監(jiān)控中心,形成兩級(jí)分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。監(jiān)控中心與各監(jiān)控終端主機(jī)之間的通信方式采用通用分組無線業(yè)務(wù)通信技術(shù)（GPRS）、監(jiān)控終端主機(jī)與各監(jiān)控終端從機(jī)之間采用電力線載波通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 關(guān)鍵詞：監(jiān)控中心;監(jiān)控終端;通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS;電力線載波 Abstract: Perform monitoring and control to the city street lamps together by wireless transmission and computer. The street control apparatus is the monitor and control terminal. Together with the monitor and control center in the control agency, they form the two stage distributed computer control system. The communication mode between the monitor and control center and each terminal mainframes is the general packet radio service. And the communication technology of power line carrier is adopted between the monitor and control terminal mainframe and each inferior-frames to realize data exchange. Keywords: monitor and control center, monitor and control terminal, general packet radio service, power line carrier 1 引言 　　路燈照明是城市基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分，在城市的交通安全、社會(huì)治安、人民生活和市容風(fēng)貌中居于舉足輕重的地位，發(fā)揮著不可替代的作用，而且標(biāo)志著城市實(shí)力和成熟的程度。建國以來，伴隨我國城市現(xiàn)代化建設(shè)的突飛猛進(jìn)，城市路燈照明取得了輝煌的成果，成為一項(xiàng)蓬勃發(fā)展的公用事業(yè)，但是市政開支普遍緊張與增設(shè)路燈照明形成了很大的矛盾。在沿海某些開放城市，大批路燈在安裝后迫于財(cái)政緊張的壓力，支付不起沉重的照明電費(fèi)開支，又不得不關(guān)掉近一半的燈，結(jié)果近年新裝的部分路燈形同擺設(shè)，造成變相浪費(fèi)。 　　如何讓路燈亮起來，讓城市亮起來，亮得更科學(xué)，亮得省電省錢?這就要求除了具有高水平的照明設(shè)計(jì)和品質(zhì)優(yōu)良的照明設(shè)備以外，還要求有一套安全可靠、靈活多變的控制操作系統(tǒng)，從而根據(jù)不同的使用環(huán)境、不同的使用功能及不同的照明需求，編制出各種不同的控制方案，通過各種控制方案的有機(jī)結(jié)合，制造出各種不同的照明效果;另外，在實(shí)施了某種控制方案時(shí)，還要對(duì)每套燈具的運(yùn)行狀況有一個(gè)準(zhǔn)確的掌握。只有真正做到以上幾點(diǎn)，才能保證良好照明效果的實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)集控技術(shù)的發(fā)展為我們提供了一種解決以上問題的有效途徑?；跓o線通信的城市路燈監(jiān)控管理系統(tǒng)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用于城市市政建設(shè)中有效且必然的產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)了城市路燈系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)集中監(jiān)測、控制與管理。 2 系統(tǒng)的組成 　　基于無線通信的城市路燈監(jiān)控管理系統(tǒng)由一個(gè)監(jiān)控中心、若干個(gè)監(jiān)控終端主機(jī)、若干個(gè)監(jiān)控終端從機(jī)以及通信設(shè)備組成。監(jiān)控中心是整個(gè)路燈監(jiān)控系統(tǒng)的操作、維護(hù)、處理、統(tǒng)計(jì)、分析和監(jiān)管的中心,肩負(fù)著與其它管理網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)任務(wù)。監(jiān)控終端負(fù)責(zé)路燈的供電和控制。監(jiān)控中心與監(jiān)控終端的通信方式采用GPRS公共通信網(wǎng)絡(luò)。完成遙測、遙信和遙控。發(fā)生報(bào)警時(shí)通過短信傳呼值班人員及時(shí)處理故障。而在各監(jiān)控終端，每一個(gè)數(shù)據(jù)采集器和監(jiān)控終端主機(jī)（一個(gè)變壓器內(nèi)）的標(biāo)準(zhǔn)串口上都會(huì)配置一部GPRS終端，用于和中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。監(jiān)控終端主機(jī)與監(jiān)控終端從機(jī)（一個(gè)路段控制箱內(nèi)）之間用電力線連接，采用電力線載波通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，系統(tǒng)的組成框圖如圖1所示。 [align=center] 圖1 基于無線通信的城市路燈監(jiān)控管理系統(tǒng)組成框圖[/align] 3 系統(tǒng)的工作原理 　　基于無線通信的城市路燈監(jiān)控管理系統(tǒng),是通過無線傳輸和計(jì)算機(jī),對(duì)離散存在的受控對(duì)象實(shí)行集中的監(jiān)測與控制。在計(jì)算機(jī)檢測管理系統(tǒng)中,街區(qū)路燈控制裝置即監(jiān)控終端,與設(shè)在路燈管理機(jī)構(gòu)的監(jiān)控中心,形成兩級(jí)分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng), （上位機(jī)設(shè)在監(jiān)控中心室,下位機(jī)設(shè)在各監(jiān)控終端） 監(jiān)控中心上位機(jī)兼做管理計(jì)算機(jī)和工程師操作站,主要完成遙控、遙測、遙信、故障分析、數(shù)據(jù)檢索、系統(tǒng)維護(hù)、電子顯示和報(bào)表打印等功能。監(jiān)控終端下位機(jī)為實(shí)時(shí)在線控制機(jī),不斷檢測線路狀態(tài)、參量及查詢監(jiān)控中心的命令，完成路燈開關(guān)控制,電流、電壓、電能及功率因數(shù)的檢測,調(diào)壓降壓運(yùn)行等功能。監(jiān)控中心與各監(jiān)控終端主機(jī)之間的通信方式采用通用分組無線業(yè)務(wù)通信技術(shù)GPRS，監(jiān)控終端主機(jī)與各監(jiān)控終端從機(jī)之間采用電力線載波通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 4 系統(tǒng)的主要功能 　　4.1 監(jiān)控中心主要功能 　?、?監(jiān)測內(nèi)容：監(jiān)測變壓器相電壓、相電流、工作溫度、濕度,監(jiān)測線路開關(guān)狀態(tài)、有功功率、故障報(bào)警和用電量。 　?、?控制內(nèi)容：對(duì)整條線路進(jìn)行統(tǒng)一開關(guān)控制（線控）,對(duì)單燈進(jìn)行獨(dú)立控制（點(diǎn)控）。 　　③ 遠(yuǎn)程控制方式：根據(jù)光照度的變化，控制路燈的開關(guān)（光控）;根據(jù)預(yù)定的時(shí)間表，控制路燈的開關(guān)（時(shí)控）;監(jiān)控中心人工控制路燈的開關(guān),光控、時(shí)控及人工干預(yù)相結(jié)合。 　　④ 管理功能：通過改變系統(tǒng)配置文件完成系統(tǒng)配置;進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)置,對(duì)本地工作站或遠(yuǎn)程工作站（計(jì)算機(jī)或便攜電腦） 進(jìn)行管理。 　?、?報(bào)警功能：當(dāng)監(jiān)控終端主動(dòng)報(bào)警或調(diào)度端遙測發(fā)現(xiàn)有告警時(shí)，調(diào)度端應(yīng)自動(dòng)用語音報(bào)出故障的有關(guān)參數(shù)。對(duì)于無人值班的情況，應(yīng)提供電子值班功能，以手機(jī)短消息或Email形式及時(shí)通知有關(guān)人員。 　?、?時(shí)間表功能：設(shè)置自動(dòng)定時(shí)時(shí)間表、臨時(shí)時(shí)間表、全夜燈時(shí)間表、半夜燈時(shí)間表等。 　?、?計(jì)算功能：根據(jù)電壓、電流、有功功率和功率因數(shù)的變化，自動(dòng)進(jìn)行亮燈率估算。為了保證亮燈率的統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)采集精度應(yīng)優(yōu)于1%。 　?、?地理信息功能：以地理信息系統(tǒng)（GIS）為開發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)照明監(jiān)控和地理信息管理的有機(jī)結(jié)合。地圖可以縮放、分層顯示，全貌可以顯示全系統(tǒng)地理位置，局部可以顯示某控制點(diǎn)的詳細(xì)內(nèi)容。地理信息是界面的主體，有地理地貌信息、各路段及終端設(shè)備的安裝位置，各種設(shè)備的參數(shù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。 　?、?數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與報(bào)表：統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)與運(yùn)行過程中的各類信息，形成報(bào)表，便于針對(duì)具體目的的分析研究。 　　⑩ WEB信息發(fā)布與遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查詢：采用Internet技術(shù)，將本系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)通過WWW網(wǎng)發(fā)布，使用戶通過MIS網(wǎng)或撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)，從WEB瀏覽器上查看各路段照明系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。 　　⑪ 電話語音訪問：通過電話撥號(hào)的加密查詢方式，用戶可以通過一部雙音頻話機(jī)（包括手機(jī)），訪問當(dāng)前路段監(jiān)控系統(tǒng)的最新情況和故障情況。 　　⑫ 安全管理功能：為了操作安全，系統(tǒng)分級(jí)權(quán)限管理。所有重要操作均需要嚴(yán)格的人員密碼及權(quán)限驗(yàn)證，防止非法操作，并有詳細(xì)的日志記錄以備事后追溯。 　　4.2 監(jiān)控終端主要功能：監(jiān)控終端采用優(yōu)化的自動(dòng)校準(zhǔn)、自動(dòng)跟蹤、交流采樣技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)免調(diào)節(jié)、免維護(hù)、免校準(zhǔn)，保證長期穩(wěn)定性。 　?、?開關(guān)燈控制功能。 　　② 路燈運(yùn)行數(shù)據(jù)采集功能。監(jiān)控終端主要檢測電流、電壓、功率、功率因數(shù)、用電量、接觸器狀態(tài)等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集分為模擬量采集、數(shù)字量采集、開關(guān)量采集，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)設(shè)置可以判斷出路燈的運(yùn)行狀況和故障情況。 　?、?通話功能，監(jiān)控終端數(shù)傳電臺(tái)可以插入麥克,與控制中心或路燈維修車通話聯(lián)絡(luò),通過此方式路燈維修人員可以隨時(shí)隨地互相聯(lián)絡(luò),很大的方便了工作。， 　?、?遠(yuǎn)方復(fù)位功能，監(jiān)控終端因意外情況出現(xiàn)異常時(shí),可以接受控制中心的遠(yuǎn)方復(fù)位命令，監(jiān)控終端程序初始化，重新運(yùn)行,提高了系統(tǒng)的可靠性。 　?、?無線數(shù)據(jù)通信功能，監(jiān)控終端能通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng),定時(shí)或隨機(jī)地向控制中心返回電壓、電流、用電量等路燈運(yùn)行狀況數(shù)據(jù),另外每個(gè)監(jiān)控終端都可以作為通信中繼站,以接力方式將較遠(yuǎn)或處于高樓樓群通信可能不暢的監(jiān)控終端數(shù)據(jù)傳送到主站,從而實(shí)現(xiàn)了不架設(shè)專門的通信中繼站也能保證通信的暢通無阻。 　?、?故障自動(dòng)上報(bào)功能，當(dāng)檢測到停電、白天亮燈、夜晚滅燈、電纜被盜等嚴(yán)重故障時(shí)，自動(dòng)向控制中心發(fā)出警報(bào),從而保證故障響應(yīng)的實(shí)時(shí)性。 　?、?輸出狀態(tài)顯示，監(jiān)控終端各輸出繼電器的位置狀態(tài)、各遙測信號(hào)輸入狀態(tài)均有燈光指示。 　?、?顯示和按鍵功能，可以在現(xiàn)場顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，現(xiàn)場置入監(jiān)控終端運(yùn)行參數(shù)。 　　監(jiān)控終端需要三遙的參量清單如下： 5 結(jié)束語 　　基于無線通信的城市路燈監(jiān)控管理系統(tǒng)，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)集控技術(shù)和無線傳輸技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，是城市路燈管理系統(tǒng)發(fā)展的必然方向。該系統(tǒng)涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域的最新科研與技術(shù)研究成果，是城市現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。它的采用和推廣不僅能提高路燈管理水平和服務(wù)質(zhì)量,而且在節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、保證公共安全等方面也將產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 　　本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：利用通用分組無線業(yè)務(wù)通信技術(shù)GPRS和電力線載波通信技術(shù)，借助計(jì)算機(jī),對(duì)離散存在的路燈,實(shí)行集中的監(jiān)測、控制與管理。系統(tǒng)可擴(kuò)充性高，資源共享性能強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益好。 6 參考文獻(xiàn) 　　[1] 深圳市格潤特電子有限公司,城市燈光夜景及道路路燈集中監(jiān)控系統(tǒng)建議書.2001,11 　　[2] 郭鵬,孫瑋.基于手機(jī)短消息（SMS）的遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)的研制.計(jì)算機(jī)測量與控制.2002，（8）:506～507 　　[3] 鄧小華,劉光明.基于電力線載波與GPRS通訊的公共路燈控制系統(tǒng). 南昌水專學(xué)報(bào). 　　2004，（3）:53～56 　　[4] 張玉生，何紅太.基于GPRS無線技術(shù)的架空電力線路監(jiān)測系統(tǒng)，微計(jì)算機(jī)信息.2005, （5） :131～132