路燈照明智能控制系統(tǒng)方案

　　本系統(tǒng)采用電力載波通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)照明路燈的單燈節(jié)能與集中控制、監(jiān)測(cè)，同時(shí)具備線路防盜功能。通過(guò)先進(jìn)的科技手段，有效地保證路燈設(shè)施科學(xué)管理和按需照明。

　　一、 系統(tǒng)組成圖

　　二、 系統(tǒng)特點(diǎn)

　　1、 完善的功能：“四遙” 功能、單燈監(jiān)控和節(jié)能功能、室外氣象功能、電纜防盜功能、自動(dòng)抄表功能、監(jiān)控中心的動(dòng)態(tài)電子地圖顯示功能、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能。

　　“四遙”功能：遙控、遙測(cè)、遙信、遙調(diào)。

　　◆ 遙控功能---控制回路或單燈的開(kāi)或關(guān)；

　　◆ 遙測(cè)功能---遙測(cè)總電壓、電流和各回路電壓電流；

　　◆ 遙信功能---反饋各種開(kāi)關(guān)的狀態(tài)；

　　◆ 遙調(diào)功能---遠(yuǎn)程調(diào)整單燈電流，實(shí)現(xiàn)單燈節(jié)能。

　　2、 單燈控制功能：利用本公司先進(jìn)的電力線載波通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單燈的控制、檢測(cè)和節(jié)能。

　　3、 室外氣象功能：監(jiān)測(cè)路燈所處區(qū)域的環(huán)境溫濕度、光照度等，作為天氣突變和事故災(zāi)害等突發(fā)情況處理依據(jù)。

　　4、 防盜報(bào)警功能：監(jiān)控電力電纜，防盜報(bào)警，不管有電沒(méi)電，都可以監(jiān)控和報(bào)警。同時(shí)可監(jiān)測(cè)變壓器房門(mén)的非正常開(kāi)啟。

　　5、 自動(dòng)抄表功能：及時(shí)掌握電能消耗，且電能數(shù)據(jù)符合電力部門(mén)計(jì)量要求。

　　6、 監(jiān)控中心動(dòng)態(tài)電子地圖顯示，及時(shí)掌握照明動(dòng)態(tài)。監(jiān)控中心還具有GPS定時(shí)功能。

　　7、 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能：系統(tǒng)具備定時(shí)記錄功能，形成歷史開(kāi)關(guān)燈記錄、故障率、用電量等統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

　　三、 系統(tǒng)主要設(shè)備

　　1. 監(jiān)控中心服務(wù)器

　　主控電腦，安裝系統(tǒng)軟件，包括CS主服務(wù)程序、短信處理程序、BS公網(wǎng)發(fā)布程序。管理員以授權(quán)形式，登錄系統(tǒng)進(jìn)行操作。

　　2. GPRS/CDMA數(shù)據(jù)傳輸單元（DTU）

　　利用GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)，將各個(gè)智能控制終端組網(wǎng)接入監(jiān)控中心。利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)短信方式通知管理員系統(tǒng)狀態(tài)，或反向查詢(xún)。

　　3. 集中控制器（集控器RTU）

　　集中控制器內(nèi)部包括電力線載波通信模塊、ARM主板、以太網(wǎng)模塊以及電源電路四部分。豐富的外界接口資源，具有外接232通信接口、485通信接口，USB HOST接口。

　　集控器是本系統(tǒng)的中間級(jí)，向上通過(guò)GPRS同監(jiān)控中心通信，向下通過(guò)電力載波電網(wǎng)同終端控制器通信。電力線載波通信是基于BPSK原理，半雙工通信方式，數(shù)據(jù)傳輸速率為1200bps。集控器以變壓器為單位設(shè)置，每一個(gè)變壓器需要一臺(tái)集控器。集控器向上接DTU，向下接三相四線的低壓電網(wǎng)。

　　主要技術(shù)指標(biāo)：

　　1） 工作。電源：85VAC-250VAC，50Hz/60Hz

　　2） 工作溫度：-20oC -- +70oC

　　3） 相對(duì)濕度：95%，不凝結(jié)

　　4） 功耗：靜態(tài)350mW，動(dòng)態(tài)（通信瞬間）：10W

　　5） 電磁兼容性：符合IEC1000-4-2、3、4、5標(biāo)準(zhǔn)

　　4. 終端控制器（分控器RTU）

　　終端控制器適用于單路路燈亮度調(diào)節(jié)控制，可監(jiān)控的負(fù)載電流達(dá)到35A。它接收來(lái)自電力線的控制或檢測(cè)命令，對(duì)所控負(fù)載實(shí)施通斷控制，并可以將控制結(jié)果或當(dāng)前狀態(tài)反饋給上位機(jī)。

　　主要技術(shù)指標(biāo)：

　　1） 地址編碼：0～1024；

　　2） 控制負(fù)載電流：≦35A

　　3） 功耗：靜態(tài)300mW，動(dòng)態(tài)（通信瞬間）：10W

　　4） 電源：85VAC-250VAC，50Hz/60Hz；

　　5. 采集終端（采集RTU）

　　采集終端用于電表電力參數(shù)、室外溫濕度、光照參數(shù)采集，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表與室外氣象采集功能等。

　　1） 地址編碼：0～1024；

　　2） 電源：85VAC-250VAC，50Hz/60Hz；

　　6. 電纜監(jiān)控器

　　電纜監(jiān)控器一般安裝于供電電路的未端，定時(shí)檢測(cè)線路的供電情況，當(dāng)集控器工作中檢測(cè)到電纜監(jiān)控器異常時(shí)，表明線路供電異常，通過(guò)集控器及時(shí)報(bào)警通知主控中心，通過(guò)主控中心對(duì)本系統(tǒng)中分控器或采集終端的分析，及時(shí)找到故障位置（包含線路斷線或被盜）。

　　7. 路燈亮度調(diào)制器

　　根據(jù)不同類(lèi)型路燈燈具，選擇合適的燈具調(diào)節(jié)器，達(dá)到燈具亮度可調(diào)節(jié)功能，其上端與分控器連接，便于系統(tǒng)實(shí)施遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)，下端直接接燈具供電電路。

　　四、 軟件設(shè)計(jì)思路

　　軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于Web Service結(jié)構(gòu)，即是一個(gè)基于組件／服務(wù)模式的分布式應(yīng)用系統(tǒng)，系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)具有先進(jìn)性、可靠性、開(kāi)放性、靈活性和通用性，也考慮到系統(tǒng)容量、功能的可擴(kuò)充性，另外也要考慮軟件系統(tǒng)的易維護(hù)性。尤其重要的是軟件系統(tǒng)的可靠性，在本系統(tǒng)中，軟件的可靠性與硬件的可靠性同樣重要，所以在軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程中采用OOP面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，使用UML進(jìn)行全程建模，并采用模塊化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行功能結(jié)構(gòu)劃分設(shè)計(jì)。

　　軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程遵循軟件工程的設(shè)計(jì)思想，對(duì)應(yīng)用需求做了大量的調(diào)研和分析，并借助DESIGN 2000之類(lèi)先進(jìn)的CASE工具進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的輔助設(shè)計(jì)，使數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)非常規(guī)范，一般至少符合3NF（第三范式），避免了數(shù)據(jù)冗余和數(shù)據(jù)插入、刪除異常。

　　為了滿足數(shù)據(jù)采集控制、數(shù)據(jù)分析處理、輔助決策、信息查詢(xún)等功能的要求，我們采用以C/S和B/S相結(jié)合，以B/S為主的體系結(jié)構(gòu)。該方案能很好地滿足用戶的需求，符合可持續(xù)發(fā)展的原則，使系統(tǒng)有較好的開(kāi)放性和易擴(kuò)展性，該系統(tǒng)采用全新的軟件設(shè)計(jì)方法，以VS.TET 2003前臺(tái)開(kāi)發(fā)工具與Microsoft SQL Server 2000后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的組合作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，運(yùn)行于Windows98/ Windows2000/XP操作系統(tǒng)。GIS采用Mapinfo進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

　　考慮數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程共享，軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以B/S結(jié)構(gòu)為主，為了保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性，系統(tǒng)對(duì)軟件的使用權(quán)限和密碼進(jìn)行嚴(yán)格的管理。

　　五、 軟件系統(tǒng)的組成

　　1、 機(jī)構(gòu)用戶管理：

　　設(shè)置不同用戶的防問(wèn)管理權(quán)限；設(shè)備分組，根據(jù)路燈的不同類(lèi)型或行政劃區(qū)，進(jìn)行不同的分組，方便以分組的方式對(duì)多個(gè)路燈進(jìn)行統(tǒng)一控制。

　　2、 路燈控制系統(tǒng)

　　燈具的開(kāi)關(guān)控制、調(diào)光控制

　　3、 路燈采集系統(tǒng)

　　照明燈具狀態(tài)、電流、電壓、電量等數(shù)據(jù)查詢(xún)，線纜防盜、電力線路故障檢測(cè)，室外溫濕度、光照度檢測(cè)。

　　4、 參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)

　　遠(yuǎn)程自控參數(shù)設(shè)置，例如：設(shè)備定時(shí)校時(shí)，燈具定時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí)間等。

　　5、 報(bào)警系統(tǒng)

　　燈具、線路故障報(bào)警，白天能見(jiàn)度過(guò)低提示（報(bào)警短信同步發(fā)送給區(qū)域管理員）。

　　6、 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)

　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，遠(yuǎn)程查詢(xún)，用電量、故障率等各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)分析，繪制報(bào)表等。