基于GPRS城市照明智能控制系統(tǒng)

摘要：本文探討的是一種自動化程度高、可靠性高、性價比高的城市照明智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要采用GPRS網(wǎng)絡(luò)，利用無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，快速建立區(qū)域控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對城市照明設(shè)施的實時監(jiān)測和控制，達(dá)到節(jié)電節(jié)能，提高城市照明管理水平的目的。現(xiàn)根據(jù)我市城市照明工作，淺談基于GPRS智能控制技術(shù)在城市照明方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：城市照明;GPRS;智能控制

中圖分類號：TU113.666文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-9129（2020）14-0029-01

前言：隨著德陽城市的建設(shè)發(fā)展，人們生活水平不斷提高，大家對生活環(huán)境的要求也不斷增加。目前，城市照明不僅要滿足了人們的基本生活需求，而且還要服務(wù)社會發(fā)展和城市競爭的需要。基于國家宏觀政策的支持，建設(shè)美麗的生態(tài)城市已成為城市轉(zhuǎn)型的主題，助推了城市照明整體升級和轉(zhuǎn)型。目前越來越多的三、四線城已經(jīng)開始計劃和實施當(dāng)?shù)氐摹俺鞘芯坝^照明”、“夜間經(jīng)濟(jì)”，以提升城市形象和競爭力。那么對城市照明工作就提出了更智能、更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保的高標(biāo)準(zhǔn)要求，需要充分利用技術(shù)手段，因地制宜，解決照明控制領(lǐng)域的實際問題。

1GPRS智能控制系統(tǒng)的主要作用

本方案采用無線通訊方式GPRS來遠(yuǎn)程監(jiān)控路燈控制箱，無需要到達(dá)現(xiàn)場即可對照明設(shè)施實現(xiàn)遙控、遙測、遙信。主要以GPRS功能技術(shù)為核心，監(jiān)控中心通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與照明設(shè)施進(jìn)行通訊發(fā)送指令，通過集中控制器控制路燈及照明設(shè)施工作，該系統(tǒng)的主要有遠(yuǎn)程控制通信、多種方式開關(guān)燈控制、故障監(jiān)測報警、漏電保護(hù)等功能。同時，管理維護(hù)人員可以直接使用電腦、手機(jī)app對道路照明進(jìn)行遠(yuǎn)程集中管理，達(dá)到對照明設(shè)施進(jìn)行智能化監(jiān)控、提高管理效率和節(jié)能減排的目的。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

按照智能路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計要求和要實現(xiàn)的功能，將系統(tǒng)分為監(jiān)控中心、集中控制器和路燈控制節(jié)點3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 。

2.1監(jiān)控中心。監(jiān)控中心是整個系統(tǒng)的最高控制中心，主要對終端設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和解析，實現(xiàn)曲線、圖形化監(jiān)測，以及圖形化對終端設(shè)備控制。它的硬件主要包括監(jiān)控中心計算機(jī)、路由器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Internet接入設(shè)備、與集中控制器通信模塊（本系統(tǒng)通過GPRS模塊與集中控制器通信）等。軟件部分主要包括控制臺模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、電子地圖模塊等。

2.2集中控制器。以單個配電箱為范圍進(jìn)行安裝集中控制器，控制器處于監(jiān)控中心和路燈控制器的之間，在整個系統(tǒng)中起到上傳下達(dá)的作用，主要是負(fù)責(zé)信息的采集和發(fā)送，控制命令的傳遞等，向上通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心通信，向下則與路燈控制器組成區(qū)域小系統(tǒng)，在集中控制器與監(jiān)控中心出現(xiàn)通信故障時候，也可以獨立運行。主要組成部分有MCU、GPRS模塊、電力線載波模塊、人機(jī)接口、時鐘電路等。

2.3路燈控制器。路燈控制器直接實現(xiàn)城市照明設(shè)施的開關(guān)控制以及工作情況信息的實時反饋，根據(jù)命令采集路燈運行參數(shù)。每個照明設(shè)施上安裝路燈控制器后，在集中控制器和路燈控制器之間，通過采用電力線載波通信技術(shù)進(jìn)行通信控制，可實現(xiàn)單燈控制。組成部分有：MCU、電力線載波模塊、載波接口、直流電源電路、繼電器以及電流電壓檢測電路。

3GPRS系統(tǒng)優(yōu)勢

目前實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制方法有很多，可以分為有線傳輸和無線傳輸，有線傳輸方式有：電力線載波、RS-485總線以及ADSL等，無線傳輸方式有：GPRS無線通信技術(shù)、GSM短消息、ZIGBEE無線網(wǎng)絡(luò)以及衛(wèi)星通信等，經(jīng)過比較分析，GPRS無線通信技術(shù)，通過無線分組交換的傳輸模式，智能控制系統(tǒng)可充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，縮短建設(shè)周期，降低建設(shè)成本的優(yōu)點，能非常優(yōu)秀的實現(xiàn)路燈的無線遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制，我們最終選擇中國移動GPRS系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)通信平臺。

3.1提供保障、提高亮燈率。智能控制系統(tǒng)投運后可以隨時發(fā)現(xiàn)路燈運行中出現(xiàn)的問題，可以做到及時發(fā)現(xiàn)、隨時處理，從以前市區(qū)90%的亮燈率提高到95%以上，杜絕了該亮燈時候不亮燈、白天還有亮燈等現(xiàn)象，減少了不良社會影響，為市民的基本生活提供了更好的保障。

3.2節(jié)電節(jié)能、減少電費支出。對于普通200W的LED燈組，每小時消耗0.2度電，假設(shè)每天工作10小時，將消耗2度電，一年總消耗730度電，采用智能控制系統(tǒng)后，可支持自定義時間控制策略和自動調(diào)整模式（根據(jù)環(huán)境光照強(qiáng)弱或電壓電流閾值），在滿足照度需求的情況下，實現(xiàn)節(jié)省20%以上的電能，即146度電，假如工業(yè)用電按每度1元計算，每組200WLED燈一年可節(jié)約146元。

3.3延長壽命、保護(hù)照明設(shè)施。夜間電網(wǎng)電壓波動較大，照明燈具易受電網(wǎng)沖擊損壞，據(jù)測試，正常電壓（220V）情況下，鈉燈電壓為100V，電網(wǎng)電壓升高后（230V-240V），鈉燈電壓可升至120V-150V;采用路燈控制器節(jié)能運行后，鈉燈電壓可維持在100V左右，可保持電壓相對穩(wěn)定。據(jù)統(tǒng)計對比，智能控制系統(tǒng)可以延長路燈等照明設(shè)施使用壽命長3-4倍。

綜上所述，基于GPRS的城市照明監(jiān)控管理系統(tǒng)，是現(xiàn)代社會發(fā)展和智能遠(yuǎn)程控制無技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，也是城市路燈管理系統(tǒng)發(fā)展的必經(jīng)之路，在節(jié)約能源、服務(wù)社會等方面帶來了顯著的社會效益。隨著城市大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加快推進(jìn)，傳統(tǒng)的路燈照明逐步開始向智慧路燈轉(zhuǎn)型，開啟智慧路燈5G時代，GPRS城市照明監(jiān)控系統(tǒng)作為成熟的管理系統(tǒng)，將為政府不斷完善城市管理和服務(wù)提供有力支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭倩倩 于會山 劉志建.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].科教導(dǎo)刊（電子版）， 2014（19）：2-2.

[2]王曄 吳淑云.淄博市路燈照明的智能控制技術(shù)[J].城市亮化， 2015（1）：3-3.

[3]趙永良.用電信息采集系統(tǒng)本地通信方式對比研究[J].電力系統(tǒng)通信， 2010（10）：55-59.

作者簡介：黃全栗（男），出生年：1983年，籍貫：四川德陽，民族：漢，職稱：工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：電子信息技術(shù)。