道路照明中關于遠程路燈控制系統(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、經緯度控制及人工開關的方式，不能滿足節(jié)能要求和特殊情況下開關燈的要求，也有采用單燈電力載波或無線局域網控制系統(tǒng)，這種方式可精細控制路燈，但設備成本和安裝成本都很高，不方便對老系統(tǒng)進行改造，由于控制系統(tǒng)的加入，增加了能耗和故障點。本系統(tǒng)采用先進的計算機自動管理技術和ＧＰＲＳ網絡或ＧＳＭ短信網絡遠程通訊技術，只對路燈照明的每條線路進行控制，成本低，改造傳統(tǒng)系統(tǒng)方便，并可實現自動化、智能化科學管理，達到路燈管理水平與現代城市相適應，提高管理效益，做到合理照明、美化照明、安全照明，降低運營和維護成本。
系統(tǒng)由先進的ＧＰＲＳ網絡或ＧＳＭ短信網絡、計算機信息管理及路燈控制總成構成，可對系統(tǒng)內的路燈進行遙控開關、手動控制開關、遙測開關狀態(tài)、遠程定時開關、遠程校時，還可以通過數據分析來判斷線路故障，對白天亮燈、晚上熄燈、大面積熄燈進行報警。
2 安裝遠程路燈控制系統(tǒng)的必要性和可能性
2.1 必要性
（1）信息可實時共享
系統(tǒng)建好后，數據存儲在公司，所有人員都可在系統(tǒng)設置的權限范圍內查詢到相關的信息。
?。?）管理者可隨時監(jiān)督執(zhí)行層的工作情況。
?。?）執(zhí)行層可實時監(jiān)測了解路燈的運行情況。
?。?）節(jié)約電能支出成本。
系統(tǒng)建好后，可對路燈開關狀態(tài)進行檢測，有效避免白天亮燈的情況出現，系統(tǒng)可根據一年四季的季節(jié)變化隨時改變每條線路的路燈的開關定時時間，也可根據天氣變化隨時開關燈，在滿足照明的情況下，盡可能減少開燈時間，從而節(jié)約電能。
（5）降低運維成本
系統(tǒng)將巡燈查找故障改為值班等待報警，減少了巡燈人員數量和車輛，降低了維護成本，減少亮燈時間延長路燈使用壽命，降低了運行成本。
2.２ 可能性
要建立一套全自動路燈控制系統(tǒng)必須基于可靠穩(wěn)定的技術，而現在已經有可靠的產品和集成技術完全可以實現上述功能。遠程路燈控制系統(tǒng)采用電子控制技術、遠程無線數據傳輸技術、現場數據處理控制技術、軟件技術、系統(tǒng)集成技術等多項高新技術構成的系統(tǒng)。下面對這些技術和產品進行一些概要描述。
（1）電子控制技術
ＱＸ４０１?。牵樱?ＧＰＲＳ多路無線遠程路燈控制器是一款內嵌ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議棧的ＧＳＭ/ＧＰＲＳ無線數據透傳遠程遙控開關，最多可對五路開關進行控制，每路最大電流達６０Ａ，除可以遠程開關控制外，還可以數據透傳，通過自帶的４８５口對其它設備進行控制，核心部分某公司的ＳＩＭ９００Ａ模塊，開關采用磁保持繼電器，不耗電，并有記憶功能，在斷電后再上電的時候能保持原來的開關狀態(tài)。該產品可以通過ＧＳＭ手機短信對開關進行控制，也可以通過ＧＰＲＳ網絡為通信平臺對開關進行控制，提供ＲＳ－２３２/４８５/ＴＴＬ接口，按照工業(yè)標準設計，可直接與ＲＴＵ、ＰＬＣ、智能儀表、單片機控制器等各種工業(yè)現場的下位機設備連接，用在路燈控制方面最為合適。
（2）遠程數據傳輸技術和設備
無線網絡通訊ＧＳＭ/ＧＰＲＳ移動通訊網絡進行數據傳輸已經有了近１０年的發(fā)展歷史，目前無論從技術還是產品都已經是非常成熟的。
（3）數據處理軟件系統(tǒng)
這個數據處理軟件系統(tǒng)是指中央監(jiān)控室的監(jiān)控服務器安裝的軟件系統(tǒng)，系統(tǒng)的所有功能都要通過這個軟件才能最后顯示出來。因此，就整個系統(tǒng)而言，這個軟件系統(tǒng)是核心。
綜上所述，遠程路燈控制系統(tǒng)所需要的技術和設備均是成熟的，完全可以滿足路燈控制的要求。因此，安裝遠程路燈控制系統(tǒng)既是非常必要，也是可能的。
3 系統(tǒng)組成
（1）傳統(tǒng)電力控制結構
?。?）本系統(tǒng)電力控制結構
?。?）ＧＳＭ系統(tǒng)拓撲圖
?。?）ＧＰＲＳ系統(tǒng)拓撲圖
建議：ＱＸ４０１終端數量在５０以下的選用ＧＳＭ方式，ＱＸ４０１終端數量在５０以上的選用ＧＰＲＳ方式。
4 性能比較
5 遠程路燈控制系統(tǒng)的技術實現
5.1 系統(tǒng)實現的幾個要點
（1）采用６０Ａ磁保持繼電器作為基礎的開關控制裝置可進行無線遠程控制開關，有定時器，可遠程設定時間，到時自動控制開關，可遠程校時，有手動開關按鈕，可用手動控制開關。
（2）采用ＧＰＲＳ或ＧＳＭ網絡作為遠程數據傳輸網絡。
（3）采用閉環(huán)監(jiān)控，可準確掌握ＱＸ４０１的開關狀態(tài)。
?。?）采用始終在線的模式，提高系統(tǒng)的實時性。
?。?）采用專業(yè)的量身定做的系統(tǒng)軟件。
（6）采用主動報警和中央監(jiān)控室控制相結合的運行模式。
5.2 系統(tǒng)實現的說明
需要在中央監(jiān)控室安裝一臺監(jiān)控服務器，這臺服務器可使用固定ＩＰ地址或者使用動態(tài)域名解析，也可以采用ＶＰＮ專線方式；監(jiān)控服務器上安裝控制軟件。
在每一個變壓器安裝一臺ＱＸ４０１控制器；通過ＧＰＲＳ或ＧＳＭ網絡與中央監(jiān)控室相聯(lián)，ＱＸ４０１控制器采用始終在線的方式掛在ＧＰＲＳ網絡上，就像一個局域網一樣隨時都可以立即與服務器連通采用ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議進行數據收發(fā)。并且，服務器隨時都可以監(jiān)測到每一個終端是否在線。
中央監(jiān)控室的服務器可以通過循檢的方式與ＱＸ４０１控制器通訊，數據存儲在數據庫中。中央監(jiān)控室的監(jiān)測服務器的作用是顯示報警情況、管理監(jiān)控整個系統(tǒng)的工作狀況、歷史數據的查詢等。
6 系統(tǒng)軟件
6.1 系統(tǒng)軟件架構
我們采用基于ＡＪＡＸ技術的Ｂ/Ｓ（Ｂｒｏｗｓｅｒ/Ｓｅｒｖｅｒ 輸入網址就可以訪問服務器）架構模式，ＡＪＡＸ是結合了Ｊａｖａ、ＸＭＬ（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ?。停幔颍耄酰稹。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，使開發(fā)人員構建基于Ｊａｖａ技術的Ｗｅｂ應用，并打破了使用頁面重載的慣例。這種架構模式不但減少了不必要的網絡數據傳輸，加快了瀏覽器頁面的顯示速度，提高了Ｂ/Ｓ應用的訪問效率，而且優(yōu)化了Ｂ/Ｓ架構模式的內部結構，提高了軟件的可維護性。
6.2 數據庫技術
這里采用開放、易用、速度快、支持網絡的ＭｙＳＱＬ數據庫。
6.3 系統(tǒng)軟件主要功能
（1）系統(tǒng)登錄平臺
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，經系統(tǒng)確認后方可允許進入系統(tǒng)，進行操作。
（2）設備管理
終端管理：終端地址、終端名稱、終端添加時間、終端狀態(tài)等信息管理。
開關管理：終端名稱、開關地址、開關名稱、添加時間等信息管理。
定時設置：設置開關的開關時間，到時自動控制開關；校時，讀時間。
（3）數據管理
開關數據：可以按照時間段查詢任意開關的開關狀態(tài)、定時時間等。
開關實時控制：可實時開關任意終端的開關。
（4）告警
頁面按時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、當前值、正常值、告警時間、閱讀狀態(tài)、閱讀人員等信息，方便工作人員及時準確的處理。
（5）統(tǒng)計分析
對終端下的開關可按時間（小時、天、月等）和瀏覽方式（圖標、表格、Ｅｘｃｅｌ等）直觀的顯示出來方便基站管理人員統(tǒng)計分析。
（6）系統(tǒng)設置
系統(tǒng)可對行政區(qū)域、公司管理、部門管理、職位設置、角色管理、工號管理等進行設置，設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
（1）安全可靠
ｍｙｓｑｌ數據庫是大型的、多用戶的數據庫，它的安全性高，允許多用戶同時使用同一數據庫而不會破壞完整性，用它來做系統(tǒng)的數據引擎可以保證數據的安全。
系統(tǒng)對用戶實現分級授權管理功能，通過檢查使用者的名字和授權密碼，賦予使用者相應的操作權，借鑒銀行系統(tǒng)的密碼管理模式限制無關人員改變數據庫和硬件設置。
防火墻功能及完善的數據備份功能，防備系統(tǒng)受到人為的惡意攻擊，數據備份功能確保在硬件系統(tǒng)故障時，也能隨時在新的硬件設備上數據無丟失地啟動系統(tǒng)。
（2）完善的系統(tǒng)日志
系統(tǒng)日志記錄了進入系統(tǒng)、離開系統(tǒng)、設置硬件、改變運行參數操作等及操作者、操作時間，凡是改變數據庫的操作都被記錄下來。
7 ＱＸ４０１控制器產品概要
7.１ 產品系列概述
ＱＸ４０１?。牵樱?ＧＰＲＳ多路無線遠程路燈控制器是一款內嵌ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議棧的ＧＳＭ/ＧＰＲＳ無線數據透傳遠程遙控開關，最多可對五路開關進行控制，每路最大電流達６０Ａ，除可以遠程開關控制外，還可以數據透傳，通過自帶的４８５口對其它設備進行控制，核心部分某公司的ＳＩＭ９００Ａ模塊，開關采用磁保持繼電器，不耗電，并有記憶功能，在斷電后再上電的時候能保持原來的開關狀態(tài)。該產品可以通過ＧＳＭ手機短信對開關進行控制，也可以通過ＧＰＲＳ網絡為通信平臺對開關進行控制，提供ＲＳ－２３２/４８５/ＴＴＬ接口，按照工業(yè)標準設計，可直接與ＲＴＵ、ＰＬＣ、智能儀表、單片機控制器等各種工業(yè)現場的下位機設備連接。
7.2 產品特點
（1）開關磁保持繼電器耗電，不費電，并有記憶功能，在斷電后再上電的時候能保持原來的開關狀態(tài)；
?。?）最多可對五路開關進行控制，每路負荷能力達６０Ａ；
（3）可進行無線遠程控制開關；
?。?）有定時器，可遠程設定時間，到時自動控制開關，可遠程校時；
?。?）有手動開關按鈕，可用手動控制開關；
?。?）采用閉環(huán)控制，可準確掌握ＱＸ４０１的開關狀態(tài)；
（7）無論距離有多遠，只要有移動信號的地方都可以控制；
（8）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；
（9）永遠在線，一旦加電運行，即可自動進入工作狀態(tài)并一直保持；
?。?0）采用某公司的ＳＩＭ９００Ａ模塊，支持９００/１８００ＭＨｚ雙頻，ＧＰＲＳ?。茫欤幔螅蟆。保?。
（11）內置ＴＣＰ/ＩＰ協(xié)議棧，提供透明串行數據傳輸通道；
?。?2）ＲＳ２３２/ＲＳ４８５/ＴＴＬ（３．３Ｖ）串行接口，波特率范圍：１２００～１９２００ｋｂｐｓ可調；
?。?3）ＧＰＲＳ網絡用戶可根據具體應用選擇ＵＤＰ/ＴＣＰ客戶端等多種網絡通信協(xié)議，支持固定ＩＰ地址方案（專用ＡＰＮ），支持基于ＤＮＳ的動態(tài)域名解析功能可定期主動報告ＩＰ地址（心跳）可實現點對點、點對多點等多種組網方式；
?。?4）接線方法簡單，只要把產品串入要控制的設備的前端即可對設備進行控制；
?。?5）看門狗定時器（ＷＡＴＣＨＤＯＧ）保證長期運行；
（16）工業(yè)級設計、寬工作范圍（工作溫度：－２０℃～＋５５℃，工作濕度≤９０％；）。
7.３ 技術參數
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，不需要別外的電源，只要把產品串入電路即可；
天線接口：棒式天線或吸盤天線；
用戶數據接口：ＲＳ２３２/ＲＳ４８５/ＴＴＬ（３．３Ｖ）可定制；
波特率：１２００～１９２００ｋｂｐｓ可調。
7.４ 注意事項
（1）用ＱＸ４０１產品時，請勿帶電插撥ＳＩＭ卡。
（2）ＱＸ４０１使用中涉及該項業(yè)務提供商相關參數，請核實服務商后再改變參數設置，否則有可能使ＱＸ４０１不能正常工作，我們的出廠設置都是以中國的為準，適合于中國內陸境內有網絡覆蓋地區(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、物力和財力。因為數量眾多，地理位置分散，給工作人員帶來極大的不便。如果能利用該遠程路燈控制系統(tǒng)進行管理，自動讀取相關數據并加以分析，還可進一步進行遠程控制或設備維護，那將非常方便并可減少人力資源、縮短修護時間并節(jié)省運維成本。
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