路灯监控系统设计方案

路灯监控系统设计方案内容摘要：

6） 控制方案 为保障全市路灯安全运行，避免系统出错或其他强烈干扰下的非正常开关灯，系统需采用三重控制：即受控状态、自 控状态、原来的路灯控制器状态，再根据不同类型的路灯控制要求，可以把路灯和饰丹东三安公司助理工程师技术论文 城市公共照明自动化监控 系统工程 设计方案 14 灯分别设置成不同的功能组，分别采用时控和光控相结合的控制方案。 （ 7）卫星自动校时系统（ GPS） 路灯 自动化 控制主要通过发送开关灯时间和系统时间实现，所以监控主站时间的准确对控制的可靠性至关重要，为了防止监控主站电脑时钟走错或人为误操作修改，有必要安装卫星校时装置。 卫星校时软件每秒钟采集一次卫星上的时钟数据，并将电脑时钟与之比较，如果不符则立即进行校正。 采用 GPS 卫星定位及 校 时系统 ， 准确接收来自卫星下传的城市所在经纬度和格林威治时钟 ，输入到主控机处理，计算出城市所在经纬度的全年日落日出时间表，形成全年开关灯时间表，并对所有远程基站进行较时，保证系统开关灯的合理性和准确性。 运用全球 GPS 卫星定位模块，采集卫星标准时间发送到服务器，服务器校正系统时钟后，向局域网内其他计算机广播标准时钟信号。 实现对整个系统的准确校时，保证了前置机和局域网内所有微机时钟的准确与一致性。 采用 Visual Basic 和 FlashMX 开发的卫星校时系统，通过接收卫星时间使系统时间及节点站时间精确到秒级。 丹东三安公司助理工程师技术论文 城市公共照明自动化监控 系统工程 设计方案 15 （ 8） 远程实时查询 访问 按照各部门预设访问权限通过 电话、宽带等网络进行远程实时查询，实现微机远程实时查询，查询内容包括各种终端的最新以及历史数据和故障情况，也实现异地远程接入访问但不得修改。 ① WEB 浏览查询系统 采用 ASP 与 InterDev 制作技术完成的，通过浏览器输入主站网址和密码就可以在任何一台可上网的电脑上多人同时访问监控主站的数据，进行远程浏览、查询。 ②远程维护、维修系统 采用网络技术主站可以通过网络发送维护或操作指导请求，售后服务中心立即通过服务器程序对其进行程序维护 ,直接操作监控主站电脑，同时双方互动传送交流信息，实现远程操作指导，这样可 以快丹东三安公司助理工程师技术论文 城市公共照明自动化监控 系统工程 设计方案 16 速响应故障维护需求，有效的缩短了故障维修响应时间，尽管相隔万里，也可在几分钟内得到维护和指导。 ③短信报警系统 短信报警能对系统进行全方位管理，监控主站对子站时刻保持监控，并且与值班人员的手机保持联系，一旦系统发生故障监控计算机立即自动给值班人员手机发送短消息报警，这样即使值班人员手机关机，也会在打开手机的第一时间收到报警信息，系统故障是否发送及发送等级可以任意设置。 系统主要技术指标 ◇ 用户管理：三级权限控制 ◇ 通讯响应速度：单点控制， 3 秒内终端可收到指令并执行，单点检测 ◇ 监控半径：有移动通讯公 司 GPRS 信号的地理位置都可以监控。 ◇ 历史数据有效保存时间：硬盘空间允许的情况下，保留每年的历史数据，当硬盘空间不够时，自动删除最早的历史数据。 ◇ 数据掉电保存功能：主站配备不间断电源，掉电后可以首先将数据保存 ◇ 网络查询支持功能：网络条件下，支持在局域网或互联网上以只读方式浏览监控主机的数据和地图、图片等路灯监控信息。 ◇ 故障报警：支持短信故障报警功能。 ◇ GPS 卫星校时：系统通过 GPS 卫星天线接收卫星时间，对监丹东三安公司助理工程师技术论文 城市公共照明自动化监控 系统工程 设计方案 17 控电脑的时间进行校准。 十、路灯监控终端（ RTU— 监控箱模式 ）设计 硬件部分 硬件部分包 括 电源电路、模拟量输入通道、模拟量输出通道、开关量输入／输出通道、通讯模块、天线、人机接口电路、单片机电路。 （ 1）电源电路 电源电路包括模拟电路电源及数字电路电源，两部分电路互相隔离以避免干扰。 由于所选用低功耗单片机的静态电流仅十几个毫安，保证了电源电路极低的损耗，具有极高的可靠性，并由可充电电池备份，能在电网停电三日内保持单片机正常运行。 该电源电路还具有电源电压监测和自动复位（看门狗）功能，可在强干扰的电气环境下，保证微处理器正常工作。 （ 2）模拟量输入通道 模拟量为交流电压、交流电流等变量，当照明电源 为三相供电时，被测量多达十几个。 模拟量输入通道选取了传感器 —— 多路开关 ——有效值测量的结构，以最简的电路方式，获取较高的模拟量测量精度。 多开关 CMOS 八路模拟开关芯片，其静态功耗低、开关损耗小，适合于多路检测速度要求不高的应用场合。 经多路转换输入的模拟量送入电量采集芯片。 该电路转换精度高，抗干扰能力强，而且可用最少的丹东三安公司助理工程师技术论文 城市公共照明自动化监控 系统工程 设计方案 18 元件实现信号的交直流变换和模拟量 /数字量转换。 （ 3）开关量输出通道 开关量输出通道用于驱动主电路的接触器控制开关灯操作和自动与手动运行状态转换开关的动作。 （ 4）开关量输入通道 开关量输入通道 用于检测主电路接触器的触点开闭情况，此状态与其它参量回送监控主站后，可作为判断路灯线路有无故障及故障类型的依据。 （ 5） GPRS通信模块 选用全国市场占有率最高的深圳宏电技术开发有限公司开发的数传模块，其核心为 德国西门子 TC35 模块，虽然成本较高，但质量过硬，尤其是使用温度真正达到（负 30 度 70 度），是工业控制的首选。 TC35 模块 实现 GPRS 分组交换技术，并能使之连接到采用工业标准数据协议的公区宽带网和私有数据网。 （ 6） 路灯 GPRS 自动化监控系统设计要点 GPRS DTU （数据传输单元） 是针对日益成熟的 GPRS 技术而专门设计的， DTU 支持标准的 AT 命令界面， 该程序设计， 具有标准的 RS232 接口， 可方便与路灯监控器相连。 丹东三安公司助理工程师技术论文 城市公共照明自动化监控 系统工程 设计方案 19 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。 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、分析和监管的中心， 肩负着与其它管理网络互联任务。 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。 软件部分 （ 1）主控程序 系统启动立即进入主控程序。 首先进行单片机内各接口电路的初始化 ,检查参数存储区内容，如未设置或参数错误，则启动数传上报监控主站，如一切正常即转入循环控制程序，查询有无按 键命令或监控主站命令 及 中断服务申请等。 （ 2）人机对话程序 为调试和维护方便，节点监控站设置有人机对话接口，通过此接口可用便携式 LED 显示器检查各种参数，用两只外部按键可以对如开丹东三安公司助理工程师技术论文 城市公共照明自动化监控 系统工程 设计方案 20 关灯时间等控制参数进行现场设置、修改及读出。 人机对话程序即为服务于以上功能的软件。 （ 3）定时采样控制程序 监控机按照固 定的时间周期循环采集各模块通道的数据，进行简单运算处理后存储 ，供监控主站召测传送。 对于实时性较强的故障如停电、缺相、短路等状态则直接发出报警报文，及时告知监控主站。 监控机随时将当前时间与由监控主站发布或由人工现场置 入的路灯开关灯时间相比较，发出相应的开关灯命令。 （ 4）通讯程序 通讯程序用于实现节点监控站与监控主站的数据传输， GSM 网的安全机制已经保证了数据可靠，在通讯报文中还采用了报头设置口令码，报尾设置校验码的方法，确保了控制和检测的正常。 （ 5）支持采集、响应遥测功能 双向终端能按监控中央站的能够定时或随机地向监控中央站返回电参量。 响应巡测开关状态、各线路电压、电流量、故障情况，支持故障自动上报功能。 （ 6）采集项目 本终端可采集 24 个回路的交流电流、电压、有功功率、无功功丹东三安公司助理工程师技术论文 城市公共照明自动化监控 系统工程 设计方案 21 率、功率因数以及每个接触器的状态，主电 路接触器辅助触点的状态送至开关量输入端口，经光电隔离、施密特触发器整形以剔除干扰后送入单片机的输入端口，此触点状态信息再由单片机汇同其它信息一起由无线数传发回监控主站。 （ 7）自动报警功能 本终端支持自动报警功能，可实现以下报警： a、当采集的交流电流、电压超过上下限时能自动报警 b、当白天亮灯或晚上熄灯时自动报警； c、正常时，终端由交流充电控制器供电，并同时给所配的 2AH 电池充电，当供电线路停电时，终端将自动采用后备电池供电，并同时告警； d、箱门打开报警 十一、 RTU 监控终端 终端采用模块化设 计，分为 GPRS 通信模块、主模块、模拟量模块、开关量模块等，维修维护非常方便。 监控终端具体配置 ●模拟量输入 电压三路、交流电流二十四路。 ●开关量输出 四路 用于控制灯回路 ●开关量输入 八路 用于检测接触器和门开报警的状态 丹东三安公司助理工程师技术论文 城市公共照明自动化监控 系统工程 设计方案 22 ●采用法拉电容 作为备用电源，确保停电后至少能上报一次报警数据。 ●预留远程抄表、节。