基于無線通訊的智能路燈控制系統(tǒng)

摘要 介紹了一種基于無線通訊方式的智能路燈控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)在監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)對各分控點(diǎn)的遙測、遙信和遙控功能，實(shí)時(shí)監(jiān)視分控點(diǎn)狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，接收故障告警信息，通過終端智能設(shè)備下達(dá)測控命令。系統(tǒng)還具有分級報(bào)警、操作權(quán)限控制、統(tǒng)計(jì)報(bào)表打印和電話報(bào)警功能等。
關(guān)鍵詞 智能路燈控制：GPRS；數(shù)傳電臺

當(dāng)今城市路燈照明系統(tǒng)的功能已不再局限于提供照明便利，正在轉(zhuǎn)變?yōu)檎故境鞘行蜗蟮氖侄?，成為代表城市功能改善投資環(huán)境的重要組成部分。此外能源的供需矛盾也越發(fā)突出，節(jié)電節(jié)能、綠色照明的要求迫切。如今再采用傳統(tǒng)的手控、鐘控城市照明系統(tǒng)的方法已無法滿足節(jié)能的要求。如何緩解上述矛盾，并平衡二者之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)“按需照明”，使路燈管理智能化，讓照明系統(tǒng)自身也產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，成為路燈管理者的重要課題。

1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
智能路燈控制系統(tǒng)是由終端控制器和分布在市區(qū)路燈控制箱的節(jié)點(diǎn)監(jiān)控，所組成的集散式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。通過無線方式，對其分布在室外數(shù)十個(gè)至數(shù)百個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控。圖1為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖。

(1)監(jiān)控中心部分。由一臺局端主機(jī)和大屏幕彩色顯示器、GPRS模塊／數(shù)傳電臺收發(fā)機(jī)構(gòu)成，中心主機(jī)安裝有路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控管理軟件。
(2)監(jiān)控終端部分。每個(gè)箱配一個(gè)監(jiān)控終端，其主要由GPRS或數(shù)傳電臺、數(shù)據(jù)檢測、故障檢測與智能控制等組成。
考慮到路燈的運(yùn)行特點(diǎn)和長遠(yuǎn)的發(fā)展前景，從經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性等方面考慮，智能路燈控制系統(tǒng)將采取GPRS公網(wǎng)通訊和數(shù)傳電臺的方式進(jìn)行組網(wǎng)。
1．1 GPRS通訊方式
GPRS是基于GSM的移動(dòng)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上疊加的一個(gè)新網(wǎng)絡(luò)，可為用戶提供端到端的、廣域無線IP連接。GPRS是一項(xiàng)無線高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，以分組交換技術(shù)為基礎(chǔ)，用戶通過GPRS可在移動(dòng)狀態(tài)下使用各種高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

基于GPRS通訊方式的智能路燈控制系統(tǒng)框圖如圖2所示，主要由路燈智能控制終端、無線傳輸模塊(DTU)和監(jiān)控機(jī)組成。監(jiān)控機(jī)根據(jù)需要發(fā)出的控制命令經(jīng)由Intelnet發(fā)布，相應(yīng)的無線傳輸模塊(DTU)接收到命令解碼并傳送給智能控制終端，智能控制終端根據(jù)命令控制相應(yīng)路段的路燈。同時(shí)，智能控制終端能實(shí)時(shí)監(jiān)控路燈運(yùn)行狀況，并將故障信息經(jīng)由DTU傳給監(jiān)控室。這就使路燈巡查工作實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，為工作提供了便利，實(shí)現(xiàn)了對城市照明系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，確保高效穩(wěn)定，全天候運(yùn)行。
GPRS城市路燈監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)輸出、按量收費(fèi)和自由切換等優(yōu)點(diǎn)，克服了有線通信、無線集群等通信方式所存在的建設(shè)周期長、投資規(guī)模大、技術(shù)不成熟以及終端支持少等缺點(diǎn)，提高了系統(tǒng)的科技含量，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少了系統(tǒng)的建設(shè)投資和運(yùn)營費(fèi)用，并為系統(tǒng)升級打下基礎(chǔ)，是目前較為理想的城市照明監(jiān)控管理系統(tǒng)。
1．2 數(shù)傳電臺通訊方式
數(shù)字傳輸電臺的結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。

該技術(shù)目前已較為成熟，采用微處理機(jī)控制和數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)，帶根雙二進(jìn)制過濾的連續(xù)相位頻率鍵控調(diào)制(CPFSK)，解調(diào)采用Virterbi解碼器和均衡軟判解碼，軟件主力增益達(dá)7 dB。電臺的通訊范圍在50公里以上，支持話音通訊，通過復(fù)用器可實(shí)現(xiàn)數(shù)話同傳。數(shù)字傳輸電臺的主要優(yōu)勢在于無需依托移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)，適合中小城市的照明監(jiān)控系統(tǒng)組建。與GPRS比較，數(shù)傳電臺無需運(yùn)營費(fèi)用，屬一次性投資，但安裝費(fèi)用相對較高。
1．3 智能控制終端
智能控制終端是系統(tǒng)重要組成部分，其不僅能接收來自控制中心的命令對該節(jié)點(diǎn)路燈進(jìn)行遙信、遙控和遙測，且遇到通訊障礙時(shí)，微控制器也可獨(dú)立工作，并通過內(nèi)部時(shí)鐘和經(jīng)緯度信息計(jì)算出日出日落時(shí)間來控制開關(guān)時(shí)間，使該節(jié)點(diǎn)路燈正常運(yùn)行，其結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。