城市路燈自動化監控管理系統設計

宋春曉

（濟南市路燈管理處 山東濟南 250000）

1 系統工作原理

系統的總體設計目標是建立基于地理信息系統、借助無線通信和電力線載波通信技術，研制適合路燈控制的終端控制器，形成集中管理分散控制的管控一體化系統。系統主要功能有：按照日落日出時間曲線自動設定開關燈時間；在中央控制室能實現群組操作、單燈控制；自動巡檢各個終端的工作狀態；自動記錄故障信息并報警。

整個監控管理系統由中央控制室、路段控制器和單燈控制器組成。中央控制室主要由工控機、自動化監控軟件、數傳電臺及其它外圍設備組成，負責對路段控制器和單燈控制器的控制及接收到的數據進行處理，顯示系統整體及局部工作情況。路段控制器接受中央控制室的巡檢指令，向上匯報本路段各路燈的工作狀況，向下傳輸中央控制室的控制指令，根據不同時段對本段路燈做出不同的控制。

中央控制室通過無線數傳電臺將控制指令發給路段控制器；路段控制器通過數傳電臺接收到中央控制室的控制命令進行解碼，轉換成具體的各個控制動作經過SSCP300電力線載波通信模塊發送到電力線上；單燈控制器用SSCP300電力線載波通信模塊接收路段控制器的控制命令，通過地址判斷是否為對自身的控制指令，如是則按照控制指令動作實現開關燈等操作；若監控中心需要路燈的工作狀況信息，則單燈控制器采集自身的電壓電流等信息，經過SSCP300電力線載波通信模塊返回給路段控制器，路段控制器再經過數傳電臺將信息上傳給中央控制室。在中央控制室內，通過自動化監控軟件和電力地圖，即可查看任意路燈的工作狀況和故障信息，可實現路段或單燈控制；路段控制器中有時鐘芯片，根據日出日落曲線即可自行控制本路段的路燈開閉，有效地節省了大量人力物力財力，加強了路燈的管理和維護。

2 路燈遠程系統的設計

2.1 路燈監控系統的組成

基于GPRS-Internet的城市路燈遠程監控系統主要由兩個部分組成，即監控中心的主控計算機和道路兩旁路燈現場的多臺遠程監控終端，他們之間通過GPRS-Internet連接。監控中心主控計算機通過與Internet連接，可以采集到路燈的實時運行參數，并且對路燈進行遠程監測、控制和管理。遠程監控終端，即安裝于路燈終端的設備，要求位于移動通信覆蓋的區域范圍內。遠程監控終端接收執行來自監控中心的各個命令，如開關路燈命令、設置路燈開關時間、校對時鐘命令等，該系統通過傳感器能夠自動檢測出終端路燈設備的異常事故，并及時將信息上傳給主控中心計算機。

2.2 控制中心

控制中心是本系統的管理核心，通過控制中心實現對路燈終端的控制。控制中心的規模可大可小，既可以使用一臺計算機，也可以使用大型網絡計算機群組。控制中心一般由主控機、顯示設備、通信單元、供電設備和計算機網絡等組成。

2.3 通信網絡

通信網絡主要負責信息的上傳和下達任務：①將控制中心的指令傳送給路燈終端；②將路燈的運行狀況傳送給控制中心。目前比較常用的通信技術有，有線通信、無線通信、電力載波等，該系統中選取GPRS通信方式，它具有隨時隨地實現比較高速的數據傳輸，不受時間地點的限制等優點。

2.4 遠程監控終端

遠程監控終端是本系統的外圍部分，主要負責接受監控中心的各個指令并根據指令進行相應的操作。監控終端由MCU，GPRS通信模塊和光敏傳感器等部分組成，各部分實現不同功能。

2.5 遠程監控系統的主要功能

路燈監控系統遠程監控終端的基本功能主要包括通信、控制和事故預警。通信：與控制中心交換數據，接收并執行控制中心的命令，更改遠程監控終端設置，上傳光敏傳感器采集到的光亮強度信息。控制：響應遙控命令，控制路燈開關。事故判斷與報警：對采集到的光亮度進行檢查，結合當前開關狀態和運行時間段，判斷運行狀態正常與否。如果發生異常或發生事故，遠程監控終端立即報警。

2.6 遠程監控系統基本原理

該系統主要包括單片機，GPRS模塊，上位機程序三部分。系統運行的基本原理為：①控制方面：到達指定時間，單片機控制打開GPRS模塊，并且通過GPRS模塊發送IP地址到上位機程序，上位機程序接收到GPRS模塊此時的IP地址后，實行控制單片機的功能，發送指定的指令到GPRS模塊，通過GPRS模塊控制單片機輸出高低電平，從而控制路燈開關；②監測方面：路燈罩內裝置光敏傳感器，為光敏傳感器設置一個閾值，在開路燈的時段，若光敏傳感器的值低于閾值，說明該路燈沒有打開，傳感器將信號通過GPRS傳送到上位機程序，監控中心便可及時了解路燈運行狀況。

3 結語

遠程路燈監控系統是應用計算機智能信息處理、GPRS通信等技術組成的分布式無線遙信、遙測、遙控系統。以GPRS-Internet無線網絡技術可以實現無線遠程控制，使控制和測試更加方便和快捷，城市路燈遠程監控系統的研制對今后開展其他類似工作具有重要的借鑒和指導意義。