道路照明中關(guān)于遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)探討
1 概述
目前，道路照明路燈控制傳統(tǒng)采用光控、定時(shí)、經(jīng)緯度控制及人工開關(guān)的方式，不能滿足節(jié)能要求和特殊情況下開關(guān)燈的要求，也有采用單燈電力載波或無線局域網(wǎng)控制系統(tǒng)，這種方式可精細(xì)控制路燈，但設(shè)備成本和安裝成本都很高，不方便對老系統(tǒng)進(jìn)行改造，由于控制系統(tǒng)的加入，增加了能耗和故障點(diǎn)。本系統(tǒng)采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)管理技術(shù)和ＧＰＲＳ網(wǎng)絡(luò)或ＧＳＭ短信網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程通訊技術(shù)，只對路燈照明的每條線路進(jìn)行控制，成本低，改造傳統(tǒng)系統(tǒng)方便，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化科學(xué)管理，達(dá)到路燈管理水平與現(xiàn)代城市相適應(yīng)，提高管理效益，做到合理照明、美化照明、安全照明，降低運(yùn)營和維護(hù)成本。
系統(tǒng)由先進(jìn)的ＧＰＲＳ網(wǎng)絡(luò)或ＧＳＭ短信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)信息管理及路燈控制總成構(gòu)成，可對系統(tǒng)內(nèi)的路燈進(jìn)行遙控開關(guān)、手動(dòng)控制開關(guān)、遙測開關(guān)狀態(tài)、遠(yuǎn)程定時(shí)開關(guān)、遠(yuǎn)程校時(shí)，還可以通過數(shù)據(jù)分析來判斷線路故障，對白天亮燈、晚上熄燈、大面積熄燈進(jìn)行報(bào)警。
2 安裝遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)的必要性和可能性
2.1 必要性
（1）信息可實(shí)時(shí)共享
系統(tǒng)建好后，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在公司，所有人員都可在系統(tǒng)設(shè)置的權(quán)限范圍內(nèi)查詢到相關(guān)的信息。
（2）管理者可隨時(shí)監(jiān)督執(zhí)行層的工作情況。
（3）執(zhí)行層可實(shí)時(shí)監(jiān)測了解路燈的運(yùn)行情況。
?。?）節(jié)約電能支出成本。
系統(tǒng)建好后，可對路燈開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行檢測，有效避免白天亮燈的情況出現(xiàn)，系統(tǒng)可根據(jù)一年四季的季節(jié)變化隨時(shí)改變每條線路的路燈的開關(guān)定時(shí)時(shí)間，也可根據(jù)天氣變化隨時(shí)開關(guān)燈，在滿足照明的情況下，盡可能減少開燈時(shí)間，從而節(jié)約電能。
（5）降低運(yùn)維成本
系統(tǒng)將巡燈查找故障改為值班等待報(bào)警，減少了巡燈人員數(shù)量和車輛，降低了維護(hù)成本，減少亮燈時(shí)間延長路燈使用壽命，降低了運(yùn)行成本。
2.２ 可能性
要建立一套全自動(dòng)路燈控制系統(tǒng)必須基于可靠穩(wěn)定的技術(shù)，而現(xiàn)在已經(jīng)有可靠的產(chǎn)品和集成技術(shù)完全可以實(shí)現(xiàn)上述功能。遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)采用電子控制技術(shù)、遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理控制技術(shù)、軟件技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)等多項(xiàng)高新技術(shù)構(gòu)成的系統(tǒng)。下面對這些技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行一些概要描述。
（1）電子控制技術(shù)
ＱＸ４０１ ＧＳＭ/ＧＰＲＳ多路無線遠(yuǎn)程路燈控制器是一款內(nèi)嵌ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議棧的ＧＳＭ/ＧＰＲＳ無線數(shù)據(jù)透傳遠(yuǎn)程遙控開關(guān)，最多可對五路開關(guān)進(jìn)行控制，每路最大電流達(dá)６０Ａ，除可以遠(yuǎn)程開關(guān)控制外，還可以數(shù)據(jù)透傳，通過自帶的４８５口對其它設(shè)備進(jìn)行控制，核心部分某公司的ＳＩＭ９００Ａ模塊，開關(guān)采用磁保持繼電器，不耗電，并有記憶功能，在斷電后再上電的時(shí)候能保持原來的開關(guān)狀態(tài)。該產(chǎn)品可以通過ＧＳＭ手機(jī)短信對開關(guān)進(jìn)行控制，也可以通過ＧＰＲＳ網(wǎng)絡(luò)為通信平臺(tái)對開關(guān)進(jìn)行控制，提供ＲＳ－２３２/４８５/ＴＴＬ接口，按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，可直接與ＲＴＵ、ＰＬＣ、智能儀表、單片機(jī)控制器等各種工業(yè)現(xiàn)場的下位機(jī)設(shè)備連接，用在路燈控制方面最為合適。
（2）遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和設(shè)備
無線網(wǎng)絡(luò)通訊ＧＳＭ/ＧＰＲＳ移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)有了近１０年的發(fā)展歷史，目前無論從技術(shù)還是產(chǎn)品都已經(jīng)是非常成熟的。
（3）數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)
這個(gè)數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)是指中央監(jiān)控室的監(jiān)控服務(wù)器安裝的軟件系統(tǒng)，系統(tǒng)的所有功能都要通過這個(gè)軟件才能最后顯示出來。因此，就整個(gè)系統(tǒng)而言，這個(gè)軟件系統(tǒng)是核心。
綜上所述，遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)所需要的技術(shù)和設(shè)備均是成熟的，完全可以滿足路燈控制的要求。因此，安裝遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)既是非常必要，也是可能的。
3 系統(tǒng)組成
（1）傳統(tǒng)電力控制結(jié)構(gòu)
（2）本系統(tǒng)電力控制結(jié)構(gòu)
?。?）ＧＳＭ系統(tǒng)拓?fù)鋱D
（4）ＧＰＲＳ系統(tǒng)拓?fù)鋱D
建議：ＱＸ４０１終端數(shù)量在５０以下的選用ＧＳＭ方式，ＱＸ４０１終端數(shù)量在５０以上的選用ＧＰＲＳ方式。
4 性能比較
5 遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)
5.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)要點(diǎn)
（1）采用６０Ａ磁保持繼電器作為基礎(chǔ)的開關(guān)控制裝置可進(jìn)行無線遠(yuǎn)程控制開關(guān)，有定時(shí)器，可遠(yuǎn)程設(shè)定時(shí)間，到時(shí)自動(dòng)控制開關(guān)，可遠(yuǎn)程校時(shí)，有手動(dòng)開關(guān)按鈕，可用手動(dòng)控制開關(guān)。
（2）采用ＧＰＲＳ或ＧＳＭ網(wǎng)絡(luò)作為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。
（3）采用閉環(huán)監(jiān)控，可準(zhǔn)確掌握ＱＸ４０１的開關(guān)狀態(tài)。
?。?）采用始終在線的模式，提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
（5）采用專業(yè)的量身定做的系統(tǒng)軟件。
?。?）采用主動(dòng)報(bào)警和中央監(jiān)控室控制相結(jié)合的運(yùn)行模式。
5.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的說明
需要在中央監(jiān)控室安裝一臺(tái)監(jiān)控服務(wù)器，這臺(tái)服務(wù)器可使用固定ＩＰ地址或者使用動(dòng)態(tài)域名解析，也可以采用ＶＰＮ專線方式；監(jiān)控服務(wù)器上安裝控制軟件。
在每一個(gè)變壓器安裝一臺(tái)ＱＸ４０１控制器；通過ＧＰＲＳ或ＧＳＭ網(wǎng)絡(luò)與中央監(jiān)控室相聯(lián)，ＱＸ４０１控制器采用始終在線的方式掛在ＧＰＲＳ網(wǎng)絡(luò)上，就像一個(gè)局域網(wǎng)一樣隨時(shí)都可以立即與服務(wù)器連通采用ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。并且，服務(wù)器隨時(shí)都可以監(jiān)測到每一個(gè)終端是否在線。
中央監(jiān)控室的服務(wù)器可以通過循檢的方式與ＱＸ４０１控制器通訊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中。中央監(jiān)控室的監(jiān)測服務(wù)器的作用是顯示報(bào)警情況、管理監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的工作狀況、歷史數(shù)據(jù)的查詢等。
6 系統(tǒng)軟件
6.1 系統(tǒng)軟件架構(gòu)
我們采用基于ＡＪＡＸ技術(shù)的Ｂ/Ｓ（Ｂｒｏｗｓｅｒ/Ｓｅｒｖｅｒ 輸入網(wǎng)址就可以訪問服務(wù)器）架構(gòu)模式，ＡＪＡＸ是結(jié)合了Ｊａｖａ、ＸＭＬ（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ Ｍａｒｋｕｐ?。蹋幔睿纾酰幔纾澹┮约埃剩幔觯幔螅悖颍椋穑舻染幊碳夹g(shù)，使開發(fā)人員構(gòu)建基于Ｊａｖａ技術(shù)的Ｗｅｂ應(yīng)用，并打破了使用頁面重載的慣例。這種架構(gòu)模式不但減少了不必要的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，加快了瀏覽器頁面的顯示速度，提高了Ｂ/Ｓ應(yīng)用的訪問效率，而且優(yōu)化了Ｂ/Ｓ架構(gòu)模式的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高了軟件的可維護(hù)性。
6.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)
這里采用開放、易用、速度快、支持網(wǎng)絡(luò)的ＭｙＳＱＬ數(shù)據(jù)庫。
6.3 系統(tǒng)軟件主要功能
（1）系統(tǒng)登錄平臺(tái)
系統(tǒng)具有完善的操作管理功能。為保證系統(tǒng)安全，系統(tǒng)必須輸入工號和密碼，經(jīng)系統(tǒng)確認(rèn)后方可允許進(jìn)入系統(tǒng)，進(jìn)行操作。
（2）設(shè)備管理
終端管理：終端地址、終端名稱、終端添加時(shí)間、終端狀態(tài)等信息管理。
開關(guān)管理：終端名稱、開關(guān)地址、開關(guān)名稱、添加時(shí)間等信息管理。
定時(shí)設(shè)置：設(shè)置開關(guān)的開關(guān)時(shí)間，到時(shí)自動(dòng)控制開關(guān)；校時(shí)，讀時(shí)間。
（3）數(shù)據(jù)管理
開關(guān)數(shù)據(jù)：可以按照時(shí)間段查詢?nèi)我忾_關(guān)的開關(guān)狀態(tài)、定時(shí)時(shí)間等。
開關(guān)實(shí)時(shí)控制：可實(shí)時(shí)開關(guān)任意終端的開關(guān)。
（4）告警
頁面按時(shí)間顯示所有終端告警信息：包括終端地址、告警編號、通道類別、當(dāng)前值、正常值、告警時(shí)間、閱讀狀態(tài)、閱讀人員等信息，方便工作人員及時(shí)準(zhǔn)確的處理。
（5）統(tǒng)計(jì)分析
對終端下的開關(guān)可按時(shí)間（小時(shí)、天、月等）和瀏覽方式（圖標(biāo)、表格、Ｅｘｃｅｌ等）直觀的顯示出來方便基站管理人員統(tǒng)計(jì)分析。
（6）系統(tǒng)設(shè)置
系統(tǒng)可對行政區(qū)域、公司管理、部門管理、職位設(shè)置、角色管理、工號管理等進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置不同等級的工號和密碼，以限制不同人員的操作范圍。
6.４ 系統(tǒng)軟件的特點(diǎn)
（1）安全可靠
ｍｙｓｑｌ數(shù)據(jù)庫是大型的、多用戶的數(shù)據(jù)庫，它的安全性高，允許多用戶同時(shí)使用同一數(shù)據(jù)庫而不會(huì)破壞完整性，用它來做系統(tǒng)的數(shù)據(jù)引擎可以保證數(shù)據(jù)的安全。
系統(tǒng)對用戶實(shí)現(xiàn)分級授權(quán)管理功能，通過檢查使用者的名字和授權(quán)密碼，賦予使用者相應(yīng)的操作權(quán)，借鑒銀行系統(tǒng)的密碼管理模式限制無關(guān)人員改變數(shù)據(jù)庫和硬件設(shè)置。
防火墻功能及完善的數(shù)據(jù)備份功能，防備系統(tǒng)受到人為的惡意攻擊，數(shù)據(jù)備份功能確保在硬件系統(tǒng)故障時(shí)，也能隨時(shí)在新的硬件設(shè)備上數(shù)據(jù)無丟失地啟動(dòng)系統(tǒng)。
（2）完善的系統(tǒng)日志
系統(tǒng)日志記錄了進(jìn)入系統(tǒng)、離開系統(tǒng)、設(shè)置硬件、改變運(yùn)行參數(shù)操作等及操作者、操作時(shí)間，凡是改變數(shù)據(jù)庫的操作都被記錄下來。
7 ＱＸ４０１控制器產(chǎn)品概要
7.１ 產(chǎn)品系列概述
ＱＸ４０１?。牵樱?ＧＰＲＳ多路無線遠(yuǎn)程路燈控制器是一款內(nèi)嵌ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議棧的ＧＳＭ/ＧＰＲＳ無線數(shù)據(jù)透傳遠(yuǎn)程遙控開關(guān)，最多可對五路開關(guān)進(jìn)行控制，每路最大電流達(dá)６０Ａ，除可以遠(yuǎn)程開關(guān)控制外，還可以數(shù)據(jù)透傳，通過自帶的４８５口對其它設(shè)備進(jìn)行控制，核心部分某公司的ＳＩＭ９００Ａ模塊，開關(guān)采用磁保持繼電器，不耗電，并有記憶功能，在斷電后再上電的時(shí)候能保持原來的開關(guān)狀態(tài)。該產(chǎn)品可以通過ＧＳＭ手機(jī)短信對開關(guān)進(jìn)行控制，也可以通過ＧＰＲＳ網(wǎng)絡(luò)為通信平臺(tái)對開關(guān)進(jìn)行控制，提供ＲＳ－２３２/４８５/ＴＴＬ接口，按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，可直接與ＲＴＵ、ＰＬＣ、智能儀表、單片機(jī)控制器等各種工業(yè)現(xiàn)場的下位機(jī)設(shè)備連接。
7.2 產(chǎn)品特點(diǎn)
（1）開關(guān)磁保持繼電器耗電，不費(fèi)電，并有記憶功能，在斷電后再上電的時(shí)候能保持原來的開關(guān)狀態(tài)；
?。?）最多可對五路開關(guān)進(jìn)行控制，每路負(fù)荷能力達(dá)６０Ａ；
?。?）可進(jìn)行無線遠(yuǎn)程控制開關(guān)；
?。?）有定時(shí)器，可遠(yuǎn)程設(shè)定時(shí)間，到時(shí)自動(dòng)控制開關(guān)，可遠(yuǎn)程校時(shí)；
（5）有手動(dòng)開關(guān)按鈕，可用手動(dòng)控制開關(guān)；
?。?）采用閉環(huán)控制，可準(zhǔn)確掌握ＱＸ４０１的開關(guān)狀態(tài)；
（7）無論距離有多遠(yuǎn)，只要有移動(dòng)信號的地方都可以控制；
?。?）兩種工作狀態(tài)可選，一種是ＧＳＭ短信工作方式，一種是ＧＰＲＳ工作方式；
?。?）永遠(yuǎn)在線，一旦加電運(yùn)行，即可自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)并一直保持；
（10）采用某公司的ＳＩＭ９００Ａ模塊，支持９００/１８００ＭＨｚ雙頻，ＧＰＲＳ?。茫欤幔螅蟆。保?。
（11）內(nèi)置ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議棧，提供透明串行數(shù)據(jù)傳輸通道；
?。?2）ＲＳ２３２/ＲＳ４８５/ＴＴＬ（３．３Ｖ）串行接口，波特率范圍：１２００～１９２００ｋｂｐｓ可調(diào)；
（13）ＧＰＲＳ網(wǎng)絡(luò)用戶可根據(jù)具體應(yīng)用選擇ＵＤＰ/ＴＣＰ客戶端等多種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，支持固定ＩＰ地址方案（專用ＡＰＮ），支持基于ＤＮＳ的動(dòng)態(tài)域名解析功能可定期主動(dòng)報(bào)告ＩＰ地址（心跳）可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)等多種組網(wǎng)方式；
?。?4）接線方法簡單，只要把產(chǎn)品串入要控制的設(shè)備的前端即可對設(shè)備進(jìn)行控制；
?。?5）看門狗定時(shí)器（ＷＡＴＣＨＤＯＧ）保證長期運(yùn)行；
?。?6）工業(yè)級設(shè)計(jì)、寬工作范圍（工作溫度：－２０℃～＋５５℃，工作濕度≤９０％；）。
7.３ 技術(shù)參數(shù)
繼電器：磁保持繼電器６０Ａ，９０Ａ可選擇；
通訊模塊：ＳＩＭ９００Ａ；
外型尺寸：１７５ｘ１８５ｘ８５ｍｍ；
重量：２０００ｇ；
工作環(huán)境：工作溫度：－２０℃～＋５５℃，工作濕度≤９０％；
電源：ＡＣ２２０Ｖ，不需要?jiǎng)e外的電源，只要把產(chǎn)品串入電路即可；
天線接口：棒式天線或吸盤天線；
用戶數(shù)據(jù)接口：ＲＳ２３２/ＲＳ４８５/ＴＴＬ（３．３Ｖ）可定制；
波特率：１２００～１９２００ｋｂｐｓ可調(diào)。
7.４ 注意事項(xiàng)
（1）用ＱＸ４０１產(chǎn)品時(shí)，請勿帶電插撥ＳＩＭ卡。
（2）ＱＸ４０１使用中涉及該項(xiàng)業(yè)務(wù)提供商相關(guān)參數(shù)，請核實(shí)服務(wù)商后再改變參數(shù)設(shè)置，否則有可能使ＱＸ４０１不能正常工作，我們的出廠設(shè)置都是以中國的為準(zhǔn)，適合于中國內(nèi)陸境內(nèi)有網(wǎng)絡(luò)覆蓋地區(qū)使用。
對于路燈管理所而言，路燈管理一直是一件非常頭疼的事情，需要投入大量的人力、物力和財(cái)力。因?yàn)閿?shù)量眾多，地理位置分散，給工作人員帶來極大的不便。如果能利用該遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)進(jìn)行管理，自動(dòng)讀取相關(guān)數(shù)據(jù)并加以分析，還可進(jìn)一步進(jìn)行遠(yuǎn)程控制或設(shè)備維護(hù)，那將非常方便并可減少人力資源、縮短修護(hù)時(shí)間并節(jié)省運(yùn)維成本。
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